1.2- Các bộ điều chỉnh công nghiệp : Bộ bộ điều chỉnh thực tế 1.2.1- Bộ điều chỉnh tỷ lệ P: Trong thực tế bộ điều chỉnh P được tạo ra theo sơ đồ cấu trúc như sau: TC - hằng số thời gia
Trang 11.1.2- Bộ điều chỉnh tính phân I: là BĐC thực hiện theo qui luật
dt
dY
= -KI X
Đây là BĐC phi tính, thực hiện quá trình đ/c phi tĩnh không có sai lệch dư Tốc độ chuyển dịch của cơ quan điều chỉnh tỷ lệ với độ sai lệch của TSĐC
* Hàm truyền : WI (P) =
X
Y
=
-P
KI
. .
π ω ω
ω
i I I I
e K iK i
=
−
=
−
* Đặc tính tĩnh : Bộ điều chỉnh luôn luôn giữ thông số ra đúng yêu cầu
* Khi X = const = 1 =>
dt
dY
= -KI
=> Hàm quá độ Y(t) = - KI t BĐC này tác động chậm
1.1.3- Bộ điều chỉnh tỷ lệ tích phân PI :
Y = -Kp X - KI ∫ Xdt
Là BĐC phi tĩnh thực hiện quá trình đ/c phi tĩnh không có sai lệch dư tác động nhanh
Hai thông số điều chỉnh của bộ điều chỉnh là K p và T I (thời gian tích phân)
Y = -Kp ⎜⎜⎝⎛ + ∫Xdt⎟⎟⎠⎞
T
X
I
1
-KP
1(t) X
t
Jm
Re
KP
WP (iω)
Y
X
Y
t
α = - arctgK I
Trang 2=> Y’= -Kp ⎜⎜⎝⎛ + X⎟⎟⎠⎞
T
X
I
1
“Tốc độ chuyển dịch của cơ quan điều chỉnh tỷ lệ với tốc độ sai lệch và độ biến đổi của TSĐC”
Hàm truyền : W(P)PI =
X
Y
= - Kp ⎜⎜⎝⎛ +T P⎟⎟⎠⎞
I
1 1
=> W(iω)PI = - Kp ⎜⎜⎝⎛ +T I.iω⎟⎟⎠⎞
1
= - Kp ⎜⎜⎝⎛ + −.ω⎟⎟⎠⎞
1 1
I
T
ω
I
P
T
K i
+
2
P I
T
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ω
θ =
ω
I
T
arctg u
v
iarctg P I
P K e T
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ Đặc tính tĩnh
Đặc tính thời gian Y(t) = -Kp ⎜⎜⎝⎛ + t⎟⎟⎠⎞
T I
1 1
Bộ điều chỉnh PI có thể biểu diễn bằng mối liên kết song song giữa khâu tỷ lệ và khâu tích phân
1.1.4- Bộ điều chỉnh PID : Y = -Kp ⎜⎜⎝⎛ + ∫Xdt+T dX dt ⎟⎟⎠⎞
T
I
1
- Bộ điều chỉnh thực hiện quá trình điều chỉnh phi tĩnh, không có sai lệch dư
- Thành phần tỷ lệ quyết định tính tác động nhanh của BĐC
- Thành phần tích phân quyết định tính phi tuyến của BĐC
- Còn thành phần vi phân dự báo xu thế thay đổi của đ/lượng đ/c tăng độ ổn định, cải thiện chất lượng điều chỉnh
Y
X
X
t
-KP
1(t)
Trang 3Hay từ trên ta có Y’ = -Kp ⎜⎜⎝⎛ '+ 1 X +T X"⎟⎟⎠⎞
T
I
P
1 1
ω T i
i
1
ω D I
T T i
ω
ω ω
D I T T T iarctg D
I I
I
T
2
) 1 (
−
− +
− Đặc tính tĩnh
Đặc tính thời gian : Y(t) = -Kp ⎜⎜⎝⎛ + t⎟⎟⎠⎞
T I
1 1
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
dt
dX T
- Kết quả điều chỉnh luôn có sai lệch dư
- Tác động nhanh và có khả năng dự báo ngăn chặn xu thế biến đổi của đại lượng đ/c
Từ trên ta có: Y’ = -Kp (X'+T D X")
=> W(P)PD = -Kp (1+ TD P) W(iω)PD = -Kp (1+ TD .iω) Hay : W(iω)PD = Kp 1 2.ω2 i(π aretg.T Dω)
D e
+
* Đặc tính tĩnh:
* Đặc tính thời gian : Y(t) = -Kp
Y
X
X
t
-KP
1(t)
Y
X
Trang 41.2- Các bộ điều chỉnh công nghiệp : (Bộ bộ điều chỉnh thực tế)
1.2.1- Bộ điều chỉnh tỷ lệ P:
Trong thực tế bộ điều chỉnh P được tạo ra theo sơ đồ cấu trúc như sau:
(TC - hằng số thời gian của cơ cấu chấp hành tức là thời gian mà cơ cấu chấp hành chuyển van điều chỉnh từ đơn vị cực tiểu đến cực đại)
* Gọi hàm truyền của bộ điều chỉnh lý tưởng là
δ
1 (1)
* Ta lập hàm truyền của bộ điều chỉnh thực tế :
1
1
1
2
1
2 1
+
= +
B C B B
C
C
K
P T K
P T K
K P T K
δ
δ δ
Ký hiệu :
2
K
B
δ
= δ và
B
C
K
T
δ
1
= TKP thì ta có W(P) =
1
1
1
+
P
T KP
A( ω)
ω
θ ω
Jm
X
Y(t)
t
A( ω)
θ
Re
Y(t)
A( ω)
θ
K P
Re
X
K P
t Y(t)
A( ω)
π/2
θ
Re
Y(t)
A( ω)
- K P
π
ω
ω
θ
Re
Y(t)
ω 1 = K P /T D
π/2
π
π π/2
3π/2
3π/2
π
ω = 0
ω = ∝
ω = ∝
ω = 0
ω = ω 1
K P
ω = 0
ω = ∝
K P
K P
K P
K P
K P
K P
K P
K P
∆t = 0
Y= -KPX
Y’= -K P X’
WP (P)= -KP
Y= -KI∫Xdt
Y’= -KIX
W(P)= -KI/P
I
Y=-KP(X+1/TI.∫Xdt)
Y’=-KP[X’+(1/TI).X]
W(P)=-KP(1+1/TIP)
P
I
Y=-KP(X+1/TI.∫Xdt+TD.dx/dt)
Y’=-KP[X’+(1/TI).X+ TDX’’]
W(P)=-KP(1+1/TIP+TDP)
P
I
D
Y=-KP(X+TD.dx/dt)
Y’=-KP[X’+ TDX’’]
W(P)=-KP(1+TDP)
P
D
δ B
1 Tc.P
Trang 5Ký hiệu :
1
1 +
P
So sánh với (1) thì hàm truyền của BĐC thực tế khác với hàm truyền của BĐC lý tưởng và ta có thể xem nó như được mắc thêm hàm truyền của một khâu phụ nào đấy
Vậy vấn đề là với điều kiện nào thì BĐC thực tế làm việc tốt nhất (tức là giống với BĐC lý tưởng)
Ta thấy rằng khi W(P)KP -> 1 thì BĐC thực tế dần đến BĐC lý tưởng Hay tức là khi: K1 -> ∞
TC -> 0 Nhưng điều này không thể thực hiện được => sự sai khác giữa bộ thực tế và lý tưởng là điều đương nhiên Tuy nhiên càng giảm TC và tăng K1 thì càng tốt
1.2.2- Bộ điều chỉnh PI:
Để hình thành quy luật điều chỉnh PI thường ta thực hiện theo sơ đồ sau: 1- Sơ đồ 1 : (Tạo khâu liên hệ nghịch không bao cơ cấu chấp hành)
Khâu liên hệ nghịch là khâu có quán tính bậc 1 và có hàm truyền
1
1P+
T
B
δ
Đối với bộ lý tưởng
P T
P T P
I
1 1
1
δ
+
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎠
⎞
⎜
⎝
δ
1
P
K
Tìm hàm truyền bộ điều chỉnh thực tế :
P T P T K
K
C
B 1 1
1
1 1 1
+
I
C B
T
T
(và xem T1 = TI) => W(P) =
I I
C
I
T P K P
T P T
P T K
) 1 (
) 1 (
1
1
δ
+ + +
K 1
δ B TiP+1
1 Tc.P
Y
X
LHN
Y
T KP = 0
t
T KP = 0,5
T KP = 0,05
T KP = 0 A
ω
T KP = 0,05
T KP = 0,5
ω
T KP = 0 θ
T KP = 0,05
T KP = 0,5