Thiết kế bộ điều khiển cho lò điện trở lý thuyết điều khiển tự động

Biết đặc tính ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:xác đ nh các thông s , các ch tiêu ch t lịnh, hiều quả, chúng ta cần ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt

Trang 1

Tr ường Đại họcttt ng Đ i h cttt ại họcttt ọcttt

Tr ường đại học Điện Lực ng đ i h c Đi n L c ại học Điện Lực ọc Điện Lực ện Lực ực

Trang 2

Đồ án lý thuyết điều khiển tự động Giáo viên hướng dẫn : Phạm Thị Hương Sen

Hà N i – 2014 ộng

Trang 3

1 Vẽ và phân tích các đương đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở.ng đ c tính th i gian, đ c tính t n s c a lò đi n tr ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ờng Đại họcttt ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ệ tự động ở có hàm truyền đạt:

2 Thi t k b đi u khi n cho lò đi n tr s d ng các lu t đi u khi n:ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ở có hàm truyền đạt: ử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: ật điều khiển: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

- PI

3 Thi t k b đi u khi n cho lò đi n tr trong trộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ở có hàm truyền đạt: ường Đại họctttng h p có t i Bi t đ c tínhợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

t i có d ng xung vuông, đ rông xung 40s, chu kỳ 50s.ải Biết đặc tính ại họcttt ộng

Trang 4

M c l c ục lục ục lục

M c l c ụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: 4

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU 5

CH ƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH THỜI GIAN CỦA MỘT KHÂU NG 1: Đ C TÍNH TH I GIAN C A M T KHÂU ẶC TÍNH THỜI GIAN CỦA MỘT KHÂU ỜI NÓI ĐẦU ỦA MỘT KHÂU ỘT KHÂU 6

1 Đặc tính thời gian 6

1.1 Định nghĩa 6

1.2 Vẽ và phân tích các đường đặc tính thời gian của là lò điện trở có hàm truyền đạt : 6

2.Đặc tính tần số 8

2.1 Đặc tính Nyquist .9

2.2 Đặc tính đồ thị Bode 10

CH ƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH THỜI GIAN CỦA MỘT KHÂU NG 2: THI T K B ĐI U KHI N ẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ỘT KHÂU ỀU KHIỂN ỂN 13

1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng 13

1.1 Đánh giá chất lượng ở trạng thái xác lập 13

1.2 Đánh giá chất lượng ở trạng thái quá độ 13

2 Các quy luật điều khiển cơ bản 14

2.1 Bộ điều khiển P 14

2.2 Bộ điều khiển PI 14

2.3 Bộ điều khiển PID 15

2.4 Mô hình điều khiển 16

3 Các phương pháp chỉnh định tham số bộ điều khiển 17

3.1 Phương pháp thủ công 17

3.2 Phương pháp ZEIGLER-NICHOLS 18

3.3 Sử dụng công cụ SISOTOOL .19

4 Ứng dụng thiết kế 22

4.1 Bộ điều khiển P 23

4.2 Bộ điều khiển PI 27

4.3 Bộ điều khiển PID 31

CH ƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH THỜI GIAN CỦA MỘT KHÂU NG 3: THI T K B ĐI U KHI N CHO LÒ ĐI N TR TRONG TR ẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ỘT KHÂU ỀU KHIỂN ỂN ỆN TRỞ TRONG TRƯỜNG HỢP CÓ TẢI Ở TRONG TRƯỜNG HỢP CÓ TẢI ƯỜI NÓI ĐẦU NG H P CÓ T I ỢP CÓ TẢI ẢI 36

1 Đặt vấn đề 36

2 Giải quyết vấn đề 38

Trang 5

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU

Trong quá trình công nghi p hóa hi n đ i hóa đ t nệ tự động ệ tự động ại họcttt ất nước hiện nay, Tự Động ước hiện nay, Tự Độngc hi n nay, T Đ ngệ tự động ự động ộngHóa có m t ngày càng nhi u trong các nhà máy, xí nghi p và trong đ i s ng hàngặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ề bài: ệ tự động ờng Đại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ngày Trong công nghi p, T Đ ng Hóa làm tăng năng xu t, ch t lệ tự động ự động ộng ất nước hiện nay, Tự Động ất nước hiện nay, Tự Động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng s n ph mải Biết đặc tính ẩm

v i th i gian ng n nh t mà l i t n ít nhân công Trong đ i s ng, nó làm cho cu cớc hiện nay, Tự Động ờng Đại họcttt ( ất nước hiện nay, Tự Động ại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ờng Đại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng

s ng c a con ngối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ường Đại họcttt ệ tự độngi ti n nghi h n.ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

Đ các dây truy n T Đ ng Hóa ho t đ ng n đ nh, hi u qu , chúng ta c nển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ự động ộng ại họcttt ộng ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần ề bài: ải Biết đặc tính ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:xác đ nh các thông s , các ch tiêu ch t lịnh, hiều quả, chúng ta cần ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ất nước hiện nay, Tự Động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng, thi t k c u trúc h th ng m tất nước hiện nay, Tự Động ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộngcách t i u và đ c bi t ph i thi t kê b đi u khi n giúp cho h th ng ho t đ ngối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ư ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ệ tự động ải Biết đặc tính ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ộng

n đ nh và chính xác

ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần

D a trên nh ng phự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ương đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở.ng pháp hi n đ i c a lí thuy t đi u khi n t đ ng Đệ tự động ại họcttt ủa lò điện trở ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ự động ộng ồ

án này c a em sẽ nêu ra các cách nh n d ng đ i tủa lò điện trở ật điều khiển: ại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng, xác đ nh hàm truy n đ tịnh, hiều quả, chúng ta cần ề bài: ại họcttt

c a đ i tủa lò điện trở ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng t đáp ng đ u ra cho trừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ước hiện nay, Tự Độngc và t đó xác đ nh đ i từ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ịnh, hiều quả, chúng ta cần ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng có nổn định, hiều quả, chúng ta cần

đ nh hay không.Thi t k các b đi u khi n P, PI, PID đ nâng cao ch t lịnh, hiều quả, chúng ta cần ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ất nước hiện nay, Tự Động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng đ uần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

ra c a h th ng.ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

Trong quá trình th c hi n đ án em cũng đã nh n đự động ệ tự động ồ ật điều khiển: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c nhi u s giúp đ th yề bài: ự động ỡ thầy ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

cô và các b n trong l p đã có góp ý cho đ án c a em hoàn thi n h n.ại họcttt ớc hiện nay, Tự Động ồ ủa lò điện trở ệ tự động ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

M c dù r t c g ng nh ng do ki n th c còn h n ch nên không tránh kh iặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ất nước hiện nay, Tự Động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ( ư ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ại họcttt ỏi

nh ng thi u sót R t mong nh n đững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ất nước hiện nay, Tự Động ật điều khiển: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c nhi u h n n a s đóng góp, b xung ýề bài: ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ự động ổn định, hiều quả, chúng ta cần

ki n c a th y cô và các b n đ cho đ án này ngày càng hoàn thi n h n.ủa lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ồ ệ tự động ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

Em xin c m n cô giáo ải Biết đặc tính ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở Ph m Th H ại học Điện Lực ị Hương Sen ương Sen ng Sen ,ngường Đại họcttti đã giúp đ em trong su tỡ thầy ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

th i gian làm đ án này.ờng Đại họcttt ồ

Em xin trân thành c m n !!!ải Biết đặc tính ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

Trang 6

CH ƯƠNG SEN NG 1: Đ C TÍNH TH I GIAN C A M T KHÂU ẶC TÍNH THỜI GIAN CỦA MỘT KHÂU ỜI NÓI ĐẦU ỦA MỘT KHÂU ỘNG

1 Đ c tính th i gian ặc tính thời gian ờng đại học Điện Lực

1.1 Đ nh nghĩa ị Hương Sen

Đ c tính th i gian c a h th ng mô t tín hi u ra c a h th ng khi tín hi uặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ờng Đại họcttt ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ệ tự động ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động

đ u vào là xung đ n v hay hàm n c đ n v ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ịnh, hiều quả, chúng ta cần ất nước hiện nay, Tự Động ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ịnh, hiều quả, chúng ta cần

1.2 Vẽ và phân tích các đ ường đại học Điện Lực ng đ c tính th i gian c a là lò ặc tính thời gian ờng đại học Điện Lực ủa là lò đi n tr có ện Lực ở có

hàm truy n đ t : ền đạt : ại học Điện Lực

W(s)=

S d ng ph nm m matlab 7.11.0 đ vẽ và phân tích các đử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ường Đại họctttng đ c tính th iặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ờng Đại họctttgian

Khai báo đ i tối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng c n kh o sát:ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính

M c a s Command window gõ l nh:ở có hàm truyền đạt: ử dụng các luật điều khiển: ổn định, hiều quả, chúng ta cần ệ tự động

>> num=315;

>>den=[15750 365 1];

>>w=tf(num,den);

Trang 7

System: w Settling Time (sec): 1.29e+003

Đ th hàm quá đ ồ thị hàm quá độ ị hàm quá độ ộ

Phân tích :

Nhìn vào đ th ta th yồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ất nước hiện nay, Tự Động :

- Do b c c a m u l n b c c a t nên đật điều khiển: ủa lò điện trở ẫu lớn bậc của tử nên đường h(t) xuất phát từ gốc tọa ớc hiện nay, Tự Động ật điều khiển: ủa lò điện trở ử dụng các luật điều khiển: ường Đại họctttng h(t) xu t phát t g c t aất nước hiện nay, Tự Động ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ọcttt

đ 0.ộng

- Hàm quá đ ti n v giá tr xác l p 315.ộng ề bài: ịnh, hiều quả, chúng ta cần ật điều khiển:

- Th i gian tang t c tờng Đại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: r = 707s (Rise time) là th i gian đáp ng c a hờng Đại họcttt ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ủa lò điện trở ệ tự động

th ng tang t 10% đ n 90% giá tr xác xác l p.ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ịnh, hiều quả, chúng ta cần ật điều khiển:

Trang 8

- Th i gian tờng Đại họcttt s = 1290s (Setting time) là th i gian quá đ c a hờng Đại họcttt ộng ủa lò điện trở ệ tự động

th ng,đối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c xác đ nh t th i đi m có s thay đ i đ u vào đ n khiịnh, hiều quả, chúng ta cần ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ờng Đại họcttt ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ự động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ở có hàm truyền đạt: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:đáp ng đ u ra l t hoàn toàn vào hành lang gi i h n cho phép = 2%.ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ọcttt ớc hiện nay, Tự Động ại họcttt Δ = 2%

- Đ quá đi u ch nh (Overshoot) = 0%.ộng ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một σ = 0%

- Sai s xác l p = 0.ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: δ = 0

At time (sec): 110

System: w Settling Time (sec): 1.4e+003

Trang 9

Thay s=jω vào hàm truyền đạt vào hàm truy n đ t ω vào hàm truyền đạt ề bài: ại họcttt

Đ c tính biên đ t n s A( )ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ộng ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ω vào hàm truyền đạt

Đ c tính pha t n s ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

Đ c tính nyquist là mô t đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ải Biết đặc tính ường Đại họctttng đ c tính W(jω vào hàm truyền đạt ).ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ω vào hàm truyền đạt

Đường Đại họctttng đ c tính đ th bode là đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ường Đại họctttng đ c tính t n biên pha trên tham logarit.ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

2.1 Đặc tính Nyquist

a) Định nghĩa.

Là đ th bi u di n đ c tính t n s W(jω vào hàm truyền đạt ) trong h t a đ c c ( ph n th cồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ω vào hàm truyền đạt ệ tự động ọcttt ộng ự động ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ự độngP( ), ph n o Q( )) khi thay đ i t -τs ∞ → + ∞.ω vào hàm truyền đạt ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ω vào hàm truyền đạt ω vào hàm truyền đạt ổn định, hiều quả, chúng ta cần ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn

b) Vẽ và phân tích đ c tính nyquist ặc tính thời gian

M c a s Command window gõ l nh: ở có hàm truyền đạt: ử dụng các luật điều khiển: ổn định, hiều quả, chúng ta cần ệ tự động

>>num=315;

>>den=[15750 365 1];

>>w=tf(num,den);

>>nyquist(w)

Trang 10

Nhìn vào đ th ta th y:ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ất nước hiện nay, Tự Động

- Do lò đi n tr có hàm truy n đ t là m t khâu b c 2 nên đ thì Nyquistệ tự động ở có hàm truyền đạt: ề bài: ại họcttt ộng ật điều khiển: ồ

ch đi qua 2 góc ph n t th II và th III khi ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ω vào hàm truyền đạt tăng t 0 → +∞.ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn

- Hàm truy n đ t c a vòng h có 2 nghi m c c năm bên trái m t ph ngề bài: ại họcttt ủa lò điện trở ở có hàm truyền đạt: ệ tự động ự động ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ẳng

ph c ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn Bi u đ Nyquist không bao đi m N(-τs1 jω vào hàm truyền đạt 0).ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ồ ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

- H n đ nh.ệ tự động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần

2.2 Đ c tính đ th Bode ặc tính thời gian ồ thị Bode ị Hương Sen

a) Đ nh nghĩa ị Hương Sen

Là đ th g m hai thành ph n;ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ồ ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

- Bi u đ Bode biên đ : ểu đồ Bode biên độ: ồ thị Bode ộ: Đ th bi u di n m i quan h gi a logarit c aồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ủa lò điện trở.đáp ng biên đ L(ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ộng ω vào hàm truyền đạt ) theo t n s ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ω vào hàm truyền đạt

L(ω vào hàm truyền đạt ) = 20lgA(ω vào hàm truyền đạt )

Trang 11

L(ω vào hàm truyền đạt ) là đáp ng biên đ tính theo đ n v dB (decibel).ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ộng ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ịnh, hiều quả, chúng ta cần

- Bi u đ Bode pha: ểu đồ Bode biên độ: ồ thị Bode. Đ th bi u di n m i quan h gi a đáp ng phaồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổntheo t n s ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

Đ c tính t n s c a h th ng có các thong s quan tr ng sau đây:ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ọcttt

Đ nh c ng h ỉnh cộng hưởng ộ: ưở có (A ng p): là giá c c đ i c a A( ).ự động ại họcttt ủa lò điện trở ω vào hàm truyền đạt

T n s c ng h ầu: ố cộng hưởng ộ: ưở có (ω vào hàm truyền đạt ng p): là t n s t i đó có đ nhần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một c ng hộng ưở có hàm truyền đạt:ng

T n s c t biên ầu: ố cộng hưởng ắt biên (ω vào hàm truyền đạt c): là t n s t i đó biên đ c a đ c tính t nần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ộng ủa lò điện trở ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: s b ng 1 ( hayối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ằng 1 ( hay

b nằng 1 ( hay g dB)

A(ω vào hàm truyền đạt c) = 1

Hay L(ω vào hàm truyền đạt c) = 0

T n s c t pha ầu: ố cộng hưởng ắt biên (ω vào hàm truyền đạt -τsп): là t n s t i đó pha c a đ c tính t n s b ng – ( hay -τsần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ủa lò điện trở ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ằng 1 ( hay п

180o)

b) Vẽ và phân tích đ c tính đ th Bode ặc tính thời gian ồ thị Bode ị Hương Sen

Ta dùng l nh margin đ tìm d tr biên và d tr pha.ệ tự động ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ

M c a s Command window gõ l nh: ở có hàm truyền đạt: ử dụng các luật điều khiển: ổn định, hiều quả, chúng ta cần ệ tự động

>>num=315;

>>den=[15750 365 1];

>>w=tf(num,den);

>>margin(w)

Trang 12

Nhìn vào đ th ta th y:ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ất nước hiện nay, Tự Động

- Đ d tr biên ộng ự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ

- Đ d tr pha , t i t n s c t ộng ự động ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ại họcttt ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ( pha ω vào hàm truyền đạt -τsπ= 0.141rad/s

- H n đ nh.ệ tự động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần

Trang 13

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN.

1 Các ch tiêu đánh giá ch t l ỉnh cộng hưởng ất lượng ượng ng

1.1 Đánh giá ch t l ất lượng ượng ng tr ng thái xác l p ở có ại học Điện Lực ập.

+) Sai s xác l p()ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển:

Xét h có s đ t ng quát nh hình bênệ tự động ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ồ ổn định, hiều quả, chúng ta cần ư

Ta có: E(t)=r(t)-τsY(t)

+) Đánh giá sai s xác l p d a trên hàm quá đ ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: ự động ộng

Ta có: E(s)=R(s)-τsY(s)

Trường Đại họctttng h p v i vòng ph n h i đ n v làm tợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ớc hiện nay, Tự Động ải Biết đặc tính ồ ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ịnh, hiều quả, chúng ta cần ương đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở.ng t ta có:ự động

1.2 Đánh giá ch t l ất lượng ượng ng tr ng thái quá đ ở có ại học Điện Lực ộ:

+) Đánh giá d a trên hàm quá đự động ộng

T sai s cho trừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ước hiện nay, Tự Độngc 5%( Trong đ án ta ch n sai s ồ ọcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

K hành lang sai s : Yẻ hành lang sai số: Y ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: xl + 2%.Yxl và Yxl -τs 2%.Yxl

+) Th i gian quá đ : tờng Đại họcttt ộng qd

+) Đ quá đi u ch nh(: Đ c tr ng cho dao đ ng c a hộng ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ư ộng ủa lò điện trở ệ tự động :

+) Th i gian tăng t c: là kho ng th i gian t khi có s tác đ ng c a đ u vào đ nờng Đại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ờng Đại họcttt ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ự động ộng ủa lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:khi tín hi u đ u ra l n đ u tiên đ t đ n 90% giá tr xác l pệ tự động ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ịnh, hiều quả, chúng ta cần ật điều khiển:

Trang 14

Th i gian tăng t c đ c tr ng cho t c đ đáp ng c a b đi u khi nờng Đại họcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ư ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ủa lò điện trở ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

+) Th i gian lên đ nh(th i gian có đ quá đi u ch nh l n nh t): tờng Đại họcttt ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ờng Đại họcttt ộng ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ớc hiện nay, Tự Động ất nước hiện nay, Tự Động max.

2 Các quy lu t đi u khi n c b n ập ền đạt : ểu đồ Bode biên độ: ơng Sen ản

2.1 B đi u khi n P ộ: ền đạt : ểu đồ Bode biên độ:

Có hàm truy n là : ề bài:

Trong đó Kp là h s khu ch đ i c a quy lu t Theo tính ch t c a khâu khu chệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ủa lò điện trở ật điều khiển: ất nước hiện nay, Tự Động ủa lò điện trở

đ i (hay khâu t l ) ta th y tín hi u ra c a khâu luôn luôn trùng pha v i tín hi uại họcttt ỷ số biên độ tín hiệu ra và tín hiệu vào ,sự thay đổi góc ệ tự động ất nước hiện nay, Tự Động ệ tự động ủa lò điện trở ớc hiện nay, Tự Động ệ tự độngvào Đi u này nói lên u đi m c a khâu khu ch đ i là có đ tác đ ng nhanh Vìề bài: ư ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ại họcttt ộng ộng

v y, trong công nghi p, quy lu t t l làm vi c n đ nh v i m i đ i tật điều khiển: ệ tự động ật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động ệ tự động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần ớc hiện nay, Tự Động ọcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng Tuynhiên, nhượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c đi m c b n c a khâu t l là khi s d ng v i các đ i tển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ải Biết đặc tính ủa lò điện trở ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động ử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: ớc hiện nay, Tự Động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng tĩnh,

h th ng đi u khi n luôn t n t i sai l ch tĩnh Đ gi m giá tr sai l ch tĩnh thìệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ồ ại họcttt ệ tự động ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ịnh, hiều quả, chúng ta cần ệ tự động

ph i tăng h s khu ch đ i nh ng khi đó, tính dao đ ng c a h th ng sẽ tăngải Biết đặc tính ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ư ộng ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:lên và có th làm h th ng m t n đ nh.ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ất nước hiện nay, Tự Động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần

Quy lu t t l thật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động ường Đại họctttng đượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c dùng cho nh ng h th ng cho phép t n t i sai l chững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ồ ại họcttt ệ tự độngtĩnh K càng l n thì sai s xac l p càng nh ớc hiện nay, Tự Động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: ỏi

N u tăng KP thì rõ ràng sai l ch tĩnh gi m nh ng l i có biên đ dao đ ng tăngệ tự động ải Biết đặc tính ư ại họcttt ộng ộngquá, khi đó h th ng sẽ m t tính n đ nh vì v y ph i l a ch n thong s cho phùệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ất nước hiện nay, Tự Động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần ật điều khiển: ải Biết đặc tính ự động ọcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

h p ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

2.2 B đi u khi n PI ộ: ền đạt : ểu đồ Bode biên độ:

Đ h th ng v a có tác đ ng nhanh, v a tri t tiêu đển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ộng ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ệ tự động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c sai l ch d , ngệ tự động ư ường Đại họcttti ta

k t h p quylu t t l v i quy lu t tích phân đ t o ra quy lu t t l -τs tích phân.ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động ớc hiện nay, Tự Động ật điều khiển: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động Hàm truy n có d ng : ề bài: ại họcttt

Trang 15

Trong đó: Kp là h s khu ch đ iệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt

TI = KP/ KI là h ng s th i gian tích phânằng 1 ( hay ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ờng Đại họcttt

Hàm truy n t n s c a quy lu t PI: ề bài: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ật điều khiển:

Đ th bodeồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần

Đ th bode c a khâu PI ồ thị hàm quá độ ị hàm quá độ ủa khâu PI

V t c đ tác đ ng thì quy lu t PI ch m h n quy lu t t l nh ng nhanh h nề bài: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ộng ật điều khiển: ật điều khiển: ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động ư ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở.quy lu t tích phân ật điều khiển:

Trong th c t , quy lu t đi u khi n PI đự động ật điều khiển: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c s d ng khá r ng rãi và đáp ngử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: ộng ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn

đượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c ch t lất nước hiện nay, Tự Động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng cho h u h t các quá trình công ngh Tuy nhiên, do có thànhần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động

ph n tích phân nên đ tác đ ng c a quy lu t b ch m đi Vì v y, n u đ i tần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ộng ủa lò điện trở ật điều khiển: ịnh, hiều quả, chúng ta cần ật điều khiển: ật điều khiển: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng

có nhi u tác đ ng liên t c mà h th ng đi u khi n l i đòi h i đ chính xác caoễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực ộng ụng các luật điều khiển: ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ỏi ộngthì quy lu t PI không đáp ng đật điều khiển: ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c

2.3 B đi u khi n PID ộ: ền đạt : ểu đồ Bode biên độ:

Đ tăng t c đ tác đ ng c a quy lu t PI, trong thành ph n c a nó ngển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ộng ủa lò điện trở ật điều khiển: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ường Đại họcttti ta ghépthêm thành ph n vi phân và nh n đần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c quy lu t đi u khi n t l vi tích phân Cóật điều khiển: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự độngthêm thành ph n vi phân làm tăng t c đ tác đ ng c a h th ng.ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ộng ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

Hàm truy n có d ng : ề bài: ại họcttt

Trong đó: KP là h s khu ch đ iệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt

Trang 16

TI = KP /KI là h ng s th i gian tích phân ằng 1 ( hay ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ờng Đại họcttt

TD = KD KP là h ng s th i gian vi phânằng 1 ( hay ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ờng Đại họcttt

Hàm truy n t n s :ề bài: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

Về bài: t c đ tác đ ng, quy lu t PID còn có th nhanh h n c quy lu t t l Nói tómối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ộng ật điều khiển: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ải Biết đặc tính ật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ệ tự động

l i, quy lu t PID làại họcttt ật điều khiển: hoàn h o nh t Nó đáp ng đải Biết đặc tính ất nước hiện nay, Tự Động ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c yêu c u v ch t lần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ất nước hiện nay, Tự Động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng c aủa lò điện trở

h u h t các quy trình công nghần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động nh ng vi c hi u ch nh các tham s c a nó r tư ệ tự động ệ tự động ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ất nước hiện nay, Tự Động

ph c t p, đòi h i ngứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ại họcttt ỏi ường Đại họcttt ử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển:i s d ng ph i có m t trìnhải Biết đặc tính ộng đ nh t đ nh Vì v y, trongộng ất nước hiện nay, Tự Động ịnh, hiều quả, chúng ta cần ật điều khiển:công nghi p, quy lu t PID ch s d ng nh ng n i c n thi t, khi quyệ tự động ật điều khiển: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: ở có hàm truyền đạt: ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: lu t PIật điều khiển:không đáp ng đứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c yêu c u v ch t lần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ất nước hiện nay, Tự Động ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng đi u ch nh.ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một

Đ th bode:ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần

Đ th bode c a khâu PID ồ thị hàm quá độ ị hàm quá độ ủa khâu PI

Nh n xét: Đây là quy lu t đi u khi n hoàn h o nh t, nhanh và chính xác đ saiật điều khiển: ật điều khiển: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ất nước hiện nay, Tự Động ộng

s xác l p nh , đ quá đi u ch nh có th đi u ch nh đối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: ỏi ộng ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c Nh ng l i nh y c mư ại họcttt ại họcttt ải Biết đặc tính

v i nhi u và vi c đi u ch nh 3 thông s trên r t ph c t p.ớc hiện nay, Tự Động ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực ệ tự động ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ất nước hiện nay, Tự Động ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ại họcttt

Trên th c t b đi u khi n PID có th đự động ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họctttc t o ra t các m ch các m ch đi n,ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ại họcttt ại họcttt ệ tự động

đi n t … ho c t o ra b ng các b đi u khi n m m trong máy tính.ệ tự động ử dụng các luật điều khiển: ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ại họcttt ằng 1 ( hay ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài:

Trang 17

B đi u khi n PID thộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ường Đại họctttng đượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c ch t o dại họcttt ước hiện nay, Tự Động ại họcttti d ng các b đi u khi n chuyênộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

d ng và có th đụng các luật điều khiển: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c tích h p trong các b đi u khi n khác nh PLC, bi n t n…ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ư ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

2.4 Mô hình đi u khi n ền đạt : ểu đồ Bode biên độ:

Ta có mô hình khi n v i ph n h i âm B đi u khi n PID đển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ớc hiện nay, Tự Động ải Biết đặc tính ồ ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c ghép n i ti pối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

v i đ i tớc hiện nay, Tự Động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng:

Mô hình trên matlab:

3 Các ph ương Sen ng pháp ch nh đ nh tham s b đi u khi n ỉnh cộng hưởng ị Hương Sen ố cộng hưởng ộ: ền đạt : ểu đồ Bode biên độ:

3.1 Ph ương Sen ng pháp th công ủa là lò

Là phương đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở.ng pháp đi u ch nh thi t đ t giá tr đ u tiên c a ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ịnh, hiều quả, chúng ta cần ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở Ki và Kd b ng không.ằng 1 ( hayTăng d n ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: Kp cho đ n khi đ u ra c a vòng đi u khi n dao đ ng, sau đó ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng Kp có thển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

đượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c đ t t i x p x m t n a giá tr đó đ đ p đ t đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ớc hiện nay, Tự Động ất nước hiện nay, Tự Động ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ộng ử dụng các luật điều khiển: ịnh, hiều quả, chúng ta cần ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ại họcttt ại họcttt ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c đáp ng "1/4 giá tr suyứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ịnh, hiều quả, chúng ta cần

gi m biên đ " ải Biết đặc tính ộng Sau đó tăng Ki đ n giá tr phù h p sao cho đ th iịnh, hiều quả, chúng ta cần ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ờng Đại họctttgian x lý Tuy nhiên, Kử dụng các luật điều khiển: i quá l n sẽ gây m t n đ nh Cu i cùng, tăng ớc hiện nay, Tự Động ất nước hiện nay, Tự Động ổn định, hiều quả, chúng ta cần ịnh, hiều quả, chúng ta cần ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: Kd, n u c nần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:thi t, cho đ n khi vòng đi u khi n nhanh có th ch p nh n đề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ất nước hiện nay, Tự Động ật điều khiển: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c nhanh chóng

l y l i đất nước hiện nay, Tự Động ại họcttt ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c giá tr đ t sau khi b nhi u Tuy nhiên, ịnh, hiều quả, chúng ta cần ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ịnh, hiều quả, chúng ta cần ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực K quá l n sẽ gây đáp ng dớc hiện nay, Tự Động ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ư

Trang 18

và v t l M t đi u ch nh c p t c c a vòng đi u khi n PID thọcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ề bài: ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ất nước hiện nay, Tự Động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ường Đại họctttng h i quá lơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

m t ít khi ti n t i đi m đ t nhanh chóng; tuy nhiên, vài h th ng không ch pộng ớc hiện nay, Tự Động ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ất nước hiện nay, Tự Động

nh n x y ra v t l , trong trật điều khiển: ải Biết đặc tính ọcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ường Đại họctttng h p đó, ta c n m t h th ng vòng kín ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: gi m lải Biết đặc tính ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:,thi t đ t m t giá tr ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ộng ịnh, hiều quả, chúng ta cần Kp nh h n m t n a giá tr ỏi ơng đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ộng ử dụng các luật điều khiển: ịnh, hiều quả, chúng ta cần Kp gây ra dao đ ng.ộng

Tham sối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

(tăng)

T.gian tăng(Rise time)

Động quá đi uề bài:

ch nhỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một(Overshoot)

T.gian quá động(Settlingtime)

Sai s xác l pối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển:(Steady-τsstateerr)

KP Gi mải Biết đặc tính Tăng Ít thay đ iổn định, hiều quả, chúng ta cần Tăng

KI Gi mải Biết đặc tính Tăng Tăng Không xác đ nhịnh, hiều quả, chúng ta cần

KD Ít thay đ iổn định, hiều quả, chúng ta cần Gi mải Biết đặc tính Gi mải Biết đặc tính Thay đ i ítổn định, hiều quả, chúng ta cần

3.2 Ph ương Sen ng pháp ZEIGLER-NICHOLS.

D a vào đáp ng quá đ c a h h , áp d ng cho các đ i tự động ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ộng ủa lò điện trở ệ tự động ở có hàm truyền đạt: ụng các luật điều khiển: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng có đáp ng đ iứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

v i tín hi u vào là hàm n c có d ng ch S nh hìnhớc hiện nay, Tự Động ệ tự động ất nước hiện nay, Tự Động ại họcttt ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ư

Đáp ng n c c a h h có d ng Khi đó ta có th xác đ nh các thông s c aứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ất nước hiện nay, Tự Động ủa lò điện trở ệ tự động ở có hàm truyền đạt: ại họcttt ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ịnh, hiều quả, chúng ta cần ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở

b đi u khi n P, PI, PID theo b ng sau:ộng ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính

Thông sối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: KP TI TD

Trang 19

3.3 S d ng công c SISOTOOL ử dụng công cụ SISOTOOL ục lục ục lục

Sisotool là công c giúp thi t k h th ng đi u khi n tuy n tính h i ti p m tụng các luật điều khiển: ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ồ ộng

đ u vào, m t đ u ra Các khâu hi u ch nh nh s m pha, tr pha, s m tr pha, P,ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ộng ần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ư ớc hiện nay, Tự Động ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực ớc hiện nay, Tự Động ễn đặc tính tần số W(jω) trong hệ tọa độ cực ( phần thực

PI, PD, PID đ u có th thi t k đề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c v i s tr giúp c a công c này Tuy nhiên,ớc hiện nay, Tự Động ự động ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ụng các luật điều khiển:Sisotool không ph i là công c thi t k t đ ng mà ch là b công c tr giúpải Biết đặc tính ụng các luật điều khiển: ự động ộng ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ộng ụng các luật điều khiển: ợng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:thi t k vì v y ngật điều khiển: ường Đại họcttti thi t k ph i hi u rõ lý thuy t đi u khi n t đ ng, n mải Biết đặc tính ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ự động ộng (

đượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c b n ch t c a t ng khâu hi u ch nh thì m i s d ng đải Biết đặc tính ất nước hiện nay, Tự Động ủa lò điện trở ừ đáp ứng đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn ệ tự động ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ớc hiện nay, Tự Động ử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c công c này ụng các luật điều khiển:Trong đ án ta s d ng Matlab 7.11.0ồ ử dụng các luật điều khiển: ụng các luật điều khiển:

 Trình t thi t kự động

Bước hiện nay, Tự Độngc 1: Khai báo đ i tối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng đi u khi n G, ph n h i H, giá tr đ t Fề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ải Biết đặc tính ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

Trong c s conmand windows ta khai báo ử dụng các luật điều khiển: ổn định, hiều quả, chúng ta cần

>> g=tf([315],[15750 365 1]);

>> sisotool;

Xu t hi n h p tho i Control and Estimation Tools Manager và h p tho i SISOất nước hiện nay, Tự Động ệ tự động ộng ại họcttt ộng ại họctttDesign for SISO Design Task

Trang 20

Bước hiện nay, Tự Độngc 2: Nh p đ i tật điều khiển: ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng đi u khi n vào Sisotoolề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

Trong h p tho i Control and Estimation Tools Manager, ch n th Archtiture :ộng ại họcttt ọcttt ẻ hành lang sai số: Y

Nh p d li u cho đ i tật điều khiển: ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng đi u khi n : Ch n System Data ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ọcttt  Browse

Trong th Import model for ta ch n các kh i G, H, C, F trong h th ng đi u khi nẻ hành lang sai số: Y ọcttt ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

đ nh p d li u.ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ật điều khiển: ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ệ tự động

System Data

+ Đ i tối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:ng đi u khi n G: gề bài: ển là lò điện trở có hàm truyền đạt:

+ Ph n h i H : 1ải Biết đặc tính ồ

+ Giá tr đ t : 5.ịnh, hiều quả, chúng ta cần ặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở

+ Khâu hi u ch nh C : ch a thi t k nên đ b ng 1.ệ tự động ỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một ư ển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ằng 1 ( hay

Trong h p tho i SISO Design for SISO Design Task lúc này xu t hi n các đ thộng ại họcttt ất nước hiện nay, Tự Động ệ tự động ồ ịnh, hiều quả, chúng ta cần

đ c tính c a h th ng sau khi đặc tính thời gian, đặc tính tần số của lò điện trở ủa lò điện trở ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt:c nh p d li u : Quỹ đ o nghi m s c a hật điều khiển: ững phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động Đồ ệ tự động ại họcttt ệ tự động ối tượng cần điều khiển là lò điện trở có hàm truyền đạt: ủa lò điện trở ệ tự động

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	1,45 MB