Việc chỉnh định tham số PID theo Ziegler-Nichols còn đƣợc gọi là phƣơng pháp tƣơng tác quá trình là phƣơng pháp chỉnh định vòng hở thực nghiệm. Phƣơng pháp này đƣợc phát triển với mục tiêu sao cho hệ kín có khả năng kháng nhiễu tốt [3].
Phƣơng pháp này áp dụng cho các đối tƣợng có hàm truyền ổn định và đƣợc xấp xỉ bởi một mô hình bậc nhất có trễ:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Nếu đối tƣợng có đáp ứng quá độ nhƣ hình 8 thì việc xác định các tham số của bộ điều khiển PID đƣợc thực hiện nhƣ sau:
• Xác định giá trị giới hạn:
• Xác định hoành độ của giao điểm giữa h(t) và tiếp tuyến của nó tại điểm uốn.
• T là hoành độ giao điểm của tiếp tuyến với đƣờng thẳng h(t) = k. • Nếu chỉ dùng bộ điều khiển kiểu P thì chọn:
• Nếu dùng bộ điều khiển kiểu PI thì chọn: và • Nếu dùng bộ điều khiển kiểu PID thì chọn:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 2.8 Đáp ứng của bộ điều khiển kiểu P
2.6 Hệ thống tự chỉnh
Có thể áp dụng phƣơng pháp Ziegler-Nichols trên đây để thực hiện một hệ thống tự chỉnh.
Các bƣớc thực hiện nhƣ sau:
• Ngắt bỏ đƣờng phản hồi (đối với các bộ PID đƣợc thực hiện bằng vi xử lý, vi điều khiển hay PLC thì điều này có thể thực dễ dàng bằng phần mềm).
• Đƣa một tín hiệu step tới đầu vào của đối tƣợng cần điều khiển (ví dụ, xuất một tín hiệu analog ở đầu ra của bộ chuyển đổi DA đƣa đến đầu vào của đối tƣợng cần điều khiển).
• Đo các giá trị đầu ra hiện tại y(k), giá trị đầu ra đƣợc lƣu ở lần lấy mẫu trƣớc y(k−1) và tìm tiếp tuyến có độ dốc lớn nhất.
Hệ số góc của các đƣờng tiếp tuyến đƣợc xác định theo biểu thức:
Trong đó Ts là chu kỳ lấy mẫu.
Một chƣơng trình phần mềm sẽ đảm nhiệm việc tính toán các hệ số góc và tìm ra đƣờng tiếp tuyến có độ dốc lớn nhất.
• Xác định và T.
• Xác định các tham số của bộ điều khiển PID theo phƣơng pháp Ziegler- Nichols nhƣ trên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 2.9 Lưu đồ tự chỉnh các tham số PID
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Trong Chƣơng này tác giả đã xây dựng đƣợc mô hình toán học cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập, đồng thời cũng phân tích bộ điều khiển PID kinh điển, các quy luật điều chỉnh P, PI, PD, PID và các bộ điều khiển tự chỉnh dùng cho hệ thống. Trong Chƣơng 3, tác giả sẽ tiến hành xây dựng cấu trúc điều khiển cho toàn bộ hệ thống động cơ điện một chiều.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/