Trong trường hợp không thể xây dựng phương pháp mô hình cho đối tượng thì phương pháp thiết kế thích hợp là phương pháp thực nghiệm. Thực nghiệm chỉ có thể tiến hành nếu hệ thống đảm bảo điều kiện: khi đưa trạng thái làm việc của hệ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
đến biên giới ổn định thì mọi giá trị của tín hiệu trong hệ thống đều phải nằm trong giới hạn cho phép. Phương pháp này còn có tên là phương pháp thứ hai của Ziegler – Nichols. Điều đặc biệt là phương pháp này không sử dụng mô hình toán học của đối tượng điều khiển, ngay cả mô hình xấp xỉ gần đúng.
Các bước tiến hành như sau:
- Trước tiên, sử dụng bộ P lắp vào hệ kín (hoặc dùng bộ PID và chỉnh các thành phần KI và KD về giá trị 0). Khởi động quá trình với hệ số khuếch đại KP thấp, sau đó tăng dần KP tới giá trị tới hạn Kgh để hệ kín ở chế độ giới hạn ổn định, tức là tín hiệu ra h(t) có dạng dao động điều hòa. Xác định chu kỳ tới hạn Tgh của dao động.
Hình 2. 13 Mô hình điều khiển với Kgh
Hình 2. 14 Xác định hệ số khuếch đại tới hạn
Xác định thông số của bộ điều khiển theo bảng sau:
Bộ điều khiển Kp Ti Td P 0,5 * Kgh ∞ 0 PI 0,45 * Kgh 2 . 1 1 * Tgh 0 PID 0,6 * Kgh 0,5 * Tgh 0,125 * Tgh
Bảng 2. 2 Thông số bộ điều khiển PID theo phƣơng pháp Ziegler – Nichols thứ 2
Kgh Đối tượng điều khiển
-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.1.7.2. Phƣơng pháp Chien-Hrones-Reswick
Phương pháp này cũng áp dụng cho các đối tượng có đáp ứng đối với tín hiệu vào là hàm nấc có dạng chữ S (hình ) nhưng có thêm điều kiện:
a b
> 3
Hình 2. 15 Đáp ứng nấc của hệ thích hợp cho phƣơng pháp Chien-Hrones-Reswick
Phương pháp Chien-Hrones-Reswick đưa ra bốn cách xác định tham số bộ điều khiển cho bốn yêu cầu chất lượng khác nhau:
- Yêu cầu tối ưu theo nhiễu và hệ kín không có độ quá điều chỉnh: Thông số
BĐK KD TI TD
P 3b/10ak - -
PI 6b/10ak 4a -
PID 19b/10ak 12a/5 21a/50
Bảng 2. 3 Các tham số PID theo phƣơng pháp Chien-Hrones-Reswick 1
Thông số
BĐK KD TI TD
P 7b/10ak - -
PI 7b/10ak 23a/10 -
PID 6b/5ak 2a 21a/50
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Yêu cầu tối ưu theo tín hiệu đặt trước và hệ kín không có độ quá điều chỉnh : Thông số
BĐK KD TI TD
P 3b/10ak - -
PI 7b/20ak 6b/5 -
PID 3b/5ak B a/2
Bảng 2. 5 Các tham số PID theo phƣơng pháp Chien-Hrones-Reswick 3
- Yêu cầu tối ưu theo tín hiệu đặt trước và hệ kín có độ quá điều chỉnh không vượt quá 20 so với h= limth(t)
Thông số
BĐK KD TI TD
P 7b/10ak - -
PI 6b/5ak B -
PID 19b/20ak 27b/20 47a/100
Bảng 2. 6 Các tham số PID theo phƣơng pháp Chien-Hrones-Reswick 4 2.1.7.3. Phƣơng pháp tối ƣu modul và phƣơng pháp tối ƣu đối xứng