Trong đó phần mềm Matlab & Simulink và Board Arduino Mega đóng vai trị của một bộ điều khiển nhiệt. Arduino Mega là phần cứng điều khiển khi nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ LM35 và xuất ra tín hiệu điều khiển cho bộ điều khiển nguồn. Matlab & Simulink chứa giải thuật điều khiển được nhúng vào Arduino Mega, chương trình này thực hiện việc quy đổi giá trị đọc được từ cảm biến sang nhiệt độ, so sánh với nhiệt độ mong muốn và dựa vào bộ điều khiển PID mờ chỉnh định giá trị điều khiển phù hợp để ổn định hệ thống.
Bộ điều khiển nguồn bao gồm Board Arduino Nano và mạch công suất. Arduino Nano đảm nhận việc xử lý tín hiệu điều khiển được gửi từ bộ điều khiển nhiệt và điều khiển công suất của nguồn cấp cho thiết bị gia nhiệt. Khối mạch công suất bao gồm mạch phát hiện điểm khơng và mạch kích dẫn Triac. Các khối này sẽ được trình bày nguyên lý kỹ hơn ở chương 4.
1.5. Kết luận chương
Chương 1 đã trình bày tổng quan về đối tượng, nguyên lý điều khiển và sơ đồ khối của mạch điều khiển. Cũng như xây dựng hàm truyền tổng quát của đối tượng lò nhiệt. Các phương pháp xây dựng giải thuật điều khiển và phương trình thực tế của lị nhiệt sẽ được trình bày ở những chương sau.
Chương 2: LÝ THUYẾT PID VÀ LOGIC MỜ
2.1. Giới thiệu chương
Nội dung chương 2 bao gồm việc giới thiệu về lý thuyết bộ điều khiển PID và giải thuật mờ. Ưu nhược điểm của của mỗi phương pháp điều khiển và đề xuất giải thuật điều khiển phù hợp với nội dung đề tài.
2.2. Lý thuyết PID
Bộ điều khiển PID là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển tổng quát, dựa trên sự kết hợp của ba khâu: tỷ lệ, tích phân, vi phân. Lần đầu tiên được đưa ra thị trường vào năm 1039 và vẫn là bộ điều khiển được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình điều khiển cho đến ngày nay. Bộ điều khiển PID sẽ tính tốn giá trị “sai số” e(t) là hiệu số giữa giá trị đo thông số biến đổi và giá trị đặt mong muốn.
Luật điều khiển PID được định nghĩa:
𝑢(𝑡) = 𝐾𝑃(𝑒(𝑡) + 1
𝑇𝐼∫ 𝑒(𝜏)𝑑𝜏 + 𝑇0𝑡 𝐷 𝑑𝑒(𝑡)𝑑𝑡 ) (2.1)
Trong đó 𝑢 là tín hiệu điều khiển và 𝑒 là sai lệch điều khiển (𝑒 = 𝑦𝑠𝑝 − 𝑦).