I. Phần
matlab: a. Phần code:
1. Khi hệ thống chưa có bộ điều khiển:
% Discrete-time system clear all clc num = [ 330 ] denom = conv([1 30],[1 2.7]) Gs = tf(num,denom) GhoG = c2d(Gs,0.01,'zoh') H = 1 G = feedback(GhoG,H) SSE = ss(G) sisotool(GhoG) hold on Hình mơ phỏng tín hiệu ra
Hình 1.3
Đáp ứng hàm nấc của hệ thống:
Hình 1.4
2. Nhận xét:
Ta đã mô phỏng gần đúng với các giá trị tính tốn từ sai số xác lập đến các chất lượng của hệ thống với sai số từ 0.25 %−0.32 %. Sai số trên không đáng kể.
Ta tiến hành khảo sát quỹ đạo nghiệm số trên matlab và thấy được hệ thống có 2 cực nằm trên trục thực và nằm trong đường trịn đơn vị. Có 1 zeros.
3. Khi hệ thống có bộ điều khiển PID:
1.% Discrete-time system 2.clear all 3.clc 4.num = [ 330 ] 5.denom = conv([1 30],[1 2.7]) 6.Gs = tf(num,denom) 7.GhoG = c2d(Gs,0.01,'zoh') 8.H = 1 9.G = feedback(GhoG,H) 10. SSE = ss(G) 11. %sisotool(GhoG) 12. hold on 13. %% 14. T=0.01 15. kp=4 16. ki=10 17. kd=0.1 18. Dz=pid(kp,ki,kd,0,0.01,'IFormula','Trapezoida l','D Formula','BackwardEuler') 19. nc=Dz*GhoG 20. Mc=feedback(Dz*GhoG,H) 21. %step(Mc) 22. hold on 23. sisotool(Dz*GhoG)
Hình ảnh mơ phỏng hệ thống sau khi có điều khiển
Đáp ứng nấc của hệ thống:
4. Nhận xét: Hình 1.6
Ta đã mơ phỏng gần đúng với các giá trị tính tốn từ sai số xác lập đến các chất lượng của hệ thống với sai số từ 0.2 %−0.3 %. Sai số trên
Ta tiến hành khảo sát quỹ đạo nghiệm số trên matlab và thấy được hệ thống có 4 cực nằm trên trục thực và nằm trong đường trịn đơn vị. Có 3 zeros. Trong đó có 2 cực nằm gần đường trịn đơn vị nhưng ta chọn 2 cực phức là cặp cực quyết định.
So sánh đáp ứng nấc của hệ thống trước và sau khi điều khiển:
Hình 1.7 Nhận xét:
Ta thấy hệ thống sau khi hiệu chỉnh (đường màu cam) đã bám theo được tín hiệu vào và khơng có sai số xác lập. Các tiêu chuẩn cũng được nâng cao, cụ thể độ vọt lố giảm 1.22%, thời gian xác lập giảm 0.227(s)….
b. Phần simulink:
Phần tổng quan:
Hình 1.8 Các khối có trong simulink:
1. Step: khối tạo hàm nấc đơn vị 2. Sum: bộ tổng
3. Zeros-Order-Hold: bộ giữ bậc không 4. Transfer fcn: bộ hàm truyền liên tục
5. Sử dụng Subsystem để tạo bộ điều khiển PID
6. Gain: tạo độ lợi
7. Discrete Transfer fcn: tạo hàm truyền rời rạc.
8. Khảo sát chu kỳ: 5s.
Hình ảnh của bộ điều khiển PID:
Đáp ứng hàm nấc cảu hệ thống trước và sau khi có bộ điều khiển:
CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN
Kết quả tính tốn lý thuyết so với kết quả mơ phỏng trên Matlab chênh lệch nhau ít khoảng 0,1% - 1,7%.
Có sự chênh lệch trong tính tốn lý thuyết với kết quả mô phỏng là do ảnh hưởng của việc lấy chu kỳ lấy mẫu.
Thiết kế bộ điều khiển thỏa mãn được yêu cầu thiết kế.
Hồn thành việc tính tốn và phân tích hệ thống, tính tốn và thiết kế thành cơng bộ điều khiển PID.