các mạch khuếch đại thuật toán để thiết kế bộ điều khiển tỷ lệ vi tích phân theo cấu trúc chuẩn
Các chỉ tiêu chất lượng của quá trình quá độ:
Thời gian đáp ứng: Thời gian nhỏ nhất để đầu ra đạt được 90% giá trị ở trạng thái xác lập. Thời gian càng nhỏ càng tốt
Thời gian quá độ: Thời gian nhỏ nhất để đầu ra đạt và nằm lại trong phạm vi sai lệch cho phép (ví dụ +- 5% hoặc +-2% tùy theo yêu cầu) so với giá trị ở trạng thái xác lập. Thời gian quá độ càng nhỏ càng tốt. Độ quá điều chỉnh: Trong trường hợp đáp ứng của hệ có dạng dao động tắt dần thì độ q điều chỉnh là tỉ số giữa biên độ đỉnh thứ nhất và giá trị xác lập. Độ quá điều chỉnh càng nhỏ càng tốt, thông thường được yêu cầu không vượt quá 20-25%.
Hệ số tắt dần: Tỉ số giữa biên độ đỉnh thứ hai và biên độ đỉnh thứ nhất, tức B/A. Hệ số tắt dần yêu cầu thường không lớn hơn 0.3
Sai lệch tĩnh: Sai lệch giữa giá trị xác lập của đầu ra y(t) so với giá trị đặt r(t). Sai lệch tính càng nhỏ càng tốt, nhưng thơng thường chỉ u cầu nằm trong một giới hạn nào đó (ví dụ 2-3%)
Thời gian phản ứng và thời gian quá độ là các giá trị đặc trưng cho tốc độ đáp ứng. Nhìn nhận từ một góc độ khác thì thời gian phản ứng, thời gian quá độ, hệ số tắt đần và độ quá điều chỉnh là các chỉ tiêu phản ánh đặc tính động học, cịn sai lệch tĩnh liên quan tới đặc tính tĩnh của hệ thống.
Để đánh giá chất lượng điều khiển, ta phải quan tâm tới cả diễn biến của tín hiệu điều khiển, bởi nó liên quan tới khả năng chịu đựng về mặt vật lý của thiết bị chấp hành, mức độ hao mòn thiết bị và năng lượn tiêu thụ. Tín hiệu điều khiển càng nhỏ thì chi phí năng lượng càng thấp, tín hiệu càng trơn tru thì càng giảm hao mịn thiết bị. Chất lượng điều khiển khơng thể gọi là tốt nếu tín hiệu điều khiển thay đổi quá nhanh hoặc quá lớn.
Ý nghĩa và tính chất:
-Khâu P: Tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với giá trị của sai lệch.
+ Đơn giản, tác động nhanh -> Có vai trị chính trong giai đoạn đầu của q trình q độ + Khó tránh khỏi sai lệch tĩnh với đối tượng khơng có đặc tính tích phân
+ Tăng hệ số khuếch đại Kp giúp giảm nhưng không làm triệt tiêu sai lệch tĩnh, đồng thời làm tăng tính dao động của hệ thống, có thể gây mất ổn định và nhạy cảm hơn với nhiễu đo.
+ Phù hợp nhất đối với quán tính - tích phân
-Khâu I: Khâu I thêm tổng các sai số trước đó vào giá trị điều khiển. Việc tính tổng các sai số được thực hiện liên tục cho đến khi giá trị được bằng với giá trị đặt và kết quả là khi hệ cân bằng thì sai số bằng 0. + Tác động tích phân (thành phần I) giúp triệt tiêu sai lệch tĩnh khi giá trị đặt thay đổi dạng bậc thang. + Đặc tính pha chậm hơn 90 độ so với đặc tính biên độ ở tần số thấp nên tốc độ đáp ứng chậm hơn + Thành phần tích phân làm xấu đi đặc tính động học của hệ thống: tác động chậm, dễ dao động hơn và dễ mất ổn định hơn
+ Giảm hằng số thời gian tích phân τ¬_i làm giảm thời gian quá độ và sai lệch điều khiển, nhưng đồng thời làm hệ dao động mạnh, kéo dài hơn và tăng độ quá điều chỉnh
+ Phù hợp nhất với đối tượng quán tính
-Khâu D: Cộng thêm tốc độ thay đổi sai số vào giá tri điều khiển ở ngõ ra. Nếu sai số thay đổi nhanh thì sẽ tạo ra thành phần công thêm vào giá tri điều khiển. Điều này cải thiên đáp ứng của hê thống, giúp trạng thái của hê thống thay đổi nhanh chóng và mau chóng đạt được giá trị mong muốn.
+ Thành phần D cải thiện tốc độ đáp ứng và giúp ổn định một số q trình dao động (khơng tắt dần). + Thành phần D nhạy cảm với nhiễu đo (xấu).
+ Thành phần D nhạy cảm với thay đổi giá trị đặt (tốt).