1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG

26 240 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 26
Dung lượng 1,53 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Hệ thống điều khiển tưới nhỏ giọt tự động là một trong những khâu quan trọng, quyết định sự thành công của hệ thống sản xuất nông nghiệp công nghệ cao. Nhất là khi cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang trở thành xu thế của khu vực và Thế Giới. Việc thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển tưới nhỏ giọt có ý nghĩa rất quan trọng trongviệc duy trì độ ẩm, kiểm soát tỷ lệ các chất dinh dưỡng cũng như nồng độ các chất bảo vệ thực vật phun tới cây trồng. Bài báo cáo này giới thiệu kết quả nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển tưới nhỏ giọt tự động theo thời gian và theo nhiệt độ. Khi hệ thống làm việc, người vận hành chỉ cần cài đặt thời gian tưới hoặc giá trị nhiệt độ mong muốn khi đó hệ thống sẽ tự động điều khiển máy bơm để liên tục đảm bảo các thông số đã cài đặt. Ngoài ra hệ thống cũng cho phép người vận hành có thể lựa chọn vị trí các cần tưới, thời gian tưới tùy theo nhu cầu của mỗi loại cây trồng đối với hệ thống có nhiều loại cây được trồng trong cùng một khu vườn. Việt Nam là nước nông nghiệp, trong đó sản phẩm cây trồng chiếm một tỷ trọng lớn trong các mặt hàng nông sản tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu. Trong đó, nguồn nước, bên cạnh phân bón và thời tiết, là yếu tố quan trọng nhất, quyết định phần lớn thành bại của việc trồng trọt. Chúng ta được thiên nhiên ưu đãi, có nguồn tài nguyên dồi dào, phong phú và đa dạng. Đất đai ở các vùng đồng bằng châu thổ rất màu mỡ, hệ thống kênh rạch chằng chịt,... Tuy nhiên, xét về trình độ ứng dụng khoa học kỹ thuật vào nông nghiệp để phục vụ mục đích sản xuất còn khá hạn chế. Do đó, năng suất trồng trọt chưa phát huy được hết tiềm lực vốn có. Hơn nữa, nếu tạo ra được một hệ thống tưới tiêu tự động, người nông dân sẽ tiết kiệm được thời gian, công sức. Từ đó, sẽ có thời gian để chăm lo bản thân, gia đình,...vv Chất lượng cuộc sống cũng phần nào được nâng cao. Với phương pháp tưới cây truyền thống, người nông dân phải dẫn đường ống nước đến từng cây trồng và điều khiển bằng tay một cách thủ công, gây trở ngại lớn khi gặp các loại cây có tán cao và rộng. Trong khi đó, với đa số hệ thống tưới cây tự động hiện nay, người sử dụng vẫn phải giám sát và tính toán các thời điểm tưới hợp lý. Việc cho ra một hệ thống tưới nhỏ giọt tự động, đảm bảo sự linh hoạt trong việc kiểm tra lưu lượng nước cho cây là thực sự cần thiết. Hệ thống tưới nhỏ giọt tự động đáp ứng độ ẩm gốc cho cây trồng phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước tạo điều kiện cho cây trồng hấp thu dinh dưỡng không gây rửa trôi, thoái hóa đất, không gây ô nhiễm môi trường. Hệ thống tưới nhỏ giọt tự động có thể kết hợp với bón phân, phun thuốc hóa học. Hơn thế nữa, với việc thiết kế một hệ thống tưới nhỏ giọt tự động sẽ giúp cho con người không cần tốn chi phí nhân công tưới nước cũng như giám sát thời gian tưới cây. Với hệ thống này, việc tưới cây sẽ là tự động tùy theo nhiệt độ thời tiết nắng hay mưa, độ ẩm cao hay thấp, mùa nào trong năm… Tất cả các điều kiện đó sẽ được đưa vào hệ thống tính toán và đưa ra thời gian chính xác để bơm nước . Cây trồng sẽ được sinh trưởng và phát triển tốt hơn nhờ việc tưới cây phù hợp và chính xác, giảm sức lao động của người nông dân và tăng năng suất sản xuất. Đây chính là những lý do thôi thúc nhóm chúng em thực hiện đề tài: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA : ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

**o0o**

BÁO CÁO DỰ ÁN MÔN HỌC

(PROJECT-BASED-LEARNING) MÔN HỌC: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO

HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG

GVHD: PGS TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ SVTH:

2 LƯƠNG CÔNG VINH MSSV: 15146120

3 TRƯƠNG HOÀNG MINH MSSV: 15146072

4 ĐẶNG PHẠM NHẬT HUY MSSV: 15146043

5 HỒ NHẬT AN MSSV: 15146001

TP HỒ CHÍ MINH 05/2018

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA : ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

**o0o**

BÁO CÁO DỰ ÁN MÔN HỌC (PROJECT-BASED-LEARNING) MÔN HỌC: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO

HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG

GVHD: PGS TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ SVTH:

2 LƯƠNG CÔNG VINH MSSV: 15146120

3 TRƯƠNG HOÀNG MINH MSSV: 15146072

4 ĐẶNG PHẠM NHẬT HUY MSSV: 15146043

5 HỒ NHẬT AN MSSV: 15146001

TP HỒ CHÍ MINH 05/2018

Trang 3

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Trường: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM

Khoa: Đào Tạo Chất Lượng Cao

Môn Học: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

Mã Môn Học:PCTR421929

GV Phụ Trách: PGS.TS Trương Nguyễn Luân Vũ

Đề tài: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG

NHÓM BÁO CÁO ĐỀ TÀI

Group’s

Name

SLOGAN This is a world of action, and not for moping and droning in

01 Trương Hoàng Minh 15146072

☒ Facilitator (người điều phối)

☒ Timekeeper (người quản lí thời gian)

☐ Writer (thư kí)

☒ Reporter (báo cáo)

8.23

02 Phan Thế Quang 15146090

☒ Facilitator (người điều phối)

☐ Timekeeper (người quản lí thời gian)

☐ Writer (thư kí)

☒ Reporter (báo cáo)

7.11

03 Lương Công Vinh 15146120

☐ Facilitator (người điều phối)

☒ Timekeeper (người quản lí thời gian)

☐ Writer (thư kí)

☒ Reporter (báo cáo)

7.24

04 Đặng Phạm Nhật Huy 15146043

☐ Facilitator (người điều phối)

☐ Timekeeper (người quản lí thời gian)

☒ Writer (thư kí)

☒ Reporter (báo cáo)

6.89

☒ Facilitator (người điều phối)

☐ Timekeeper (người quản lí thời gian)

☒ Writer (thư kí)

☒ Reporter (báo cáo)

6.72

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, chúng em xin được gửi lời cảm ơn trân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Trương Nguyễn Luân Vũ – người đã hết sức tạo điều kiền và tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này

Nhóm em chân thành cảm ơn đến tất cả quý Thầy Cô thuộc Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao, Bộ môn Cơ Điện Tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, những người đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ bản, cũng như đã nhiệt tình giúp đỡ chũng em trong suốt khóa học vừa qua

Và sau cùng, chúng em xin được cảm ơn gia đình, người thân cùng tập thể lớp Điều Khiển Quá Trình 02CLC - những người đã luôn quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để chúng em được học tập, nghiên cứu và hoàn thành bài Báo Cáo này

Trang 5

TÓM TẮT BÁO CÁO

Hệ thống điều khiển tưới nhỏ giọt tự động là một trong những khâu quan trọng, quyết định sự thành công của hệ thống sản xuất nông nghiệp công nghệ cao Nhất là khi cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang trở thành xu thế của khu vực và Thế Giới

Việc thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển tưới nhỏ giọt có ý nghĩa rất quan trọng trong việc duy trì độ ẩm, kiểm soát tỷ lệ các chất dinh dưỡng cũng như nồng độ các chất bảo vệ thực vật phun tới cây trồng Bài báo cáo này giới thiệu kết quả nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển tưới nhỏ giọt tự động theo thời gian và theo nhiệt độ Khi hệ thống làm việc, người vận hành chỉ cần cài đặt thời gian tưới hoặc giá trị nhiệt độ mong muốn khi

đó hệ thống sẽ tự động điều khiển máy bơm để liên tục đảm bảo các thông số đã cài đặt Ngoài ra hệ thống cũng cho phép người vận hành có thể lựa chọn vị trí các cần tưới, thời gian tưới tùy theo nhu cầu của mỗi loại cây trồng đối với hệ thống có nhiều loại cây được trồng trong cùng một khu vườn

Trang 6

III.Phương Pháp Nghiên Cứu _ - 5 -

PHẦN HAI _ 6

-MÔ HÌNH TOÁN HỌC - 6 -

I.Sơ Đồ Khối Của Hệ Thống - 6 - II.Phân Tích Các Phần Tử Của Hệ Thống - 7 - 1.PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN: PID - 7 - 2.ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN: MOTOR DC - 9 - 3.DÒNG CHẢY CỦA NƯỚC: _ - 11 - 4.PHẦN TỬ HỒI TIẾP: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT - 11 -

Trang 7

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hệ thống tưới nước tự động trên vườn cây ăn trái của nông dân Cao Phát Triển

(Ô Môn, TP Cần Thơ) ……2

Công nghệ tưới nhỏ giọt của Israel 3

Cảm biến đo độ ẩm… ………5

Block Diagram of PID ……… ……… …7

Các thông số thiết kế PID trong mô phỏng hệ thống… 8

Đồ thị thể hiện đáp ứng của PID ………… ……… …….8

Tính toán và kết quả trên Matlab 14

Biểu đồ khâu tỉ lệ……… 16

Biểu đồ khi thêm khâu tích phân… ……… ….16

Biểu đồ đáp ứng của bộ điều khiển PID……… ………….… 17

Trang 8

- 1 -

PHẦN MỘT GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

I Lý Do Chọn Đề Tài

Việt Nam là nước nông nghiệp, trong đó sản phẩm cây trồng chiếm một tỷ trọng lớn trong các mặt hàng nông sản tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu Trong đó, nguồn nước, bên cạnh phân bón và thời tiết, là yếu tố quan trọng nhất, quyết định phần lớn thành bại của việc trồng trọt Chúng ta được thiên nhiên ưu đãi, có nguồn tài nguyên dồi dào, phong phú và đa dạng Đất đai ở các vùng đồng bằng châu thổ rất màu mỡ, hệ thống kênh rạch chằng chịt, Tuy nhiên, xét về trình độ ứng dụng khoa học kỹ thuật vào nông nghiệp để phục vụ mục đích sản xuất còn khá hạn chế Do đó, năng suất trồng trọt chưa phát huy được hết tiềm lực vốn có Hơn nữa, nếu tạo ra được một hệ thống tưới tiêu tự động, người nông dân sẽ tiết kiệm được thời gian, công sức Từ đó, sẽ có thời gian để chăm lo bản thân, gia đình, vv Chất lượng cuộc sống cũng phần nào được nâng cao Với phương pháp tưới cây truyền thống, người nông dân phải dẫn đường ống nước đến từng cây trồng và điều khiển bằng tay một cách thủ công, gây trở ngại lớn khi gặp các loại cây có tán cao và rộng Trong khi đó, với đa số hệ thống tưới cây tự động hiện nay, người sử dụng vẫn phải giám sát và tính toán các thời điểm tưới hợp lý Việc cho ra một hệ thống tưới nhỏ giọt tự động, đảm bảo sự linh hoạt trong việc kiểm tra lưu lượng nước cho cây là thực sự cần thiết

Hệ thống tưới nhỏ giọt tự động đáp ứng độ ẩm gốc cho cây trồng phát triển tốt, hệ thống tiết kiệm nước tạo điều kiện cho cây trồng hấp thu dinh dưỡng không gây rửa trôi, thoái hóa đất, không gây ô nhiễm môi trường Hệ thống tưới nhỏ giọt tự động có thể kết hợp với bón phân, phun thuốc hóa học Hơn thế nữa, với việc thiết kế một hệ thống tưới nhỏ giọt tự động sẽ giúp cho con người không cần tốn chi phí nhân công tưới nước cũng như giám sát thời gian tưới cây Với hệ thống này, việc tưới cây sẽ là tự động tùy theo nhiệt độ thời tiết nắng hay mưa, độ ẩm cao hay thấp, mùa nào trong năm… Tất cả các điều kiện đó sẽ được đưa vào hệ thống tính toán và đưa ra thời gian chính xác để bơm nước Cây trồng sẽ được sinh trưởng và phát triển tốt hơn nhờ việc tưới cây phù hợp và

Trang 9

- 2 -

chính xác, giảm sức lao động của người nông dân và tăng năng suất sản xuất Đây chính

là những lý do thôi thúc nhóm chúng em thực hiện đề tài: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG TƯỚI NHỎ GIỌT TỰ ĐỘNG

II Phân Tích Các Nghiên Cứu Trước Đó Ở Trong Và Ngoài Nước

1 Hệ thống tưới nước tự động trên vườn cây ăn trái của nông dân Cao Phát Triển (Ô Môn, TP Cần Thơ):

Điểm nổi bật của mô hình là có thể tưới tự động ở mọi lúc mọi nơi, thậm chí hàng trăm cây số mà chỉ cần có sóng điện thoại, điều khiển bằng điện thoại thông minh qua kết nối con chip điện từ được lắp tại hệ thống máy bơm với phần mềm cài trên điện thoại di động

Ưu điểm:

- Tiết kiệm thời gian: chỉ cần 10-15 phút là cây đủ nước → cây phát triển tốt Từ đó tăng năng suất cây trồng, tăng thu nhập (mỗi năm từ 180.000.000 VND lên 300.000.000 VND)

So với phương pháp tưới truyền thống (bằng máy dầu) phải tốn đến 4-5 giờ mà không đạt mong muốn

- Tiết kiệm điện: chỉ cần 0.5 KWh/1 lần tưới

Trang 10

- Người sử dụng vẫn bật tắt bằng tay, chưa tự động hóa, người nông dân vẫn phải tính toán thời gian, lượng nước tưới phù hợp

2 Công nghệ tưới nhỏ giọt của Israel

Bí quyết của nông dân Israel là phát triển những công nghệ và thiết bị hiện đại như tưới nhỏ giọt, sử dụng các van điều khiển tự động, lọc nhiều tầng, dùng vòi phun áp lực thấp và phun mưa loại nhỏ Nhờ tưới nhỏ giọt, nông dân tiết kiệm được 60% lượng nước

Trang 11

- 4 -

Các cánh đồng của Israel được trang bị mạng lưới đường ống dẫn nước, có các ống nhỏ như mao mạch dẫn tới từng gốc cây Hệ thống này được điều khiển bằng máy tính, tự động đóng mở van tưới khi độ ẩm của rễ cây đạt tới mức nhất định Hệ thống tưới nhỏ giọt này còn kiêm luôn nhiệm vụ bón phân Người ta pha phân bón vào bể chứa nước và phân bón sẽ theo mạng lưới tới từng bộ rễ cây Với những loại cây cần tưới cả trên mặt

lá, người ta dùng thêm hệ thống phun sương

Tưới nhỏ giọt như thế vẫn chưa đủ tiết kiệm Họ còn trồng cây trong nhà kính để ngăn không cho nước bốc hơi lên trời Ngoài ra, nhà kính còn ngăn chặn sâu bệnh, giúp tăng sản lượng và chất lượng của hàng hóa Israel nhận được rất nhiều đơn đặt hàng mua giống, từ các loại hạt cho tới gen, trứng và tinh trùng của động vật

Ưu điểm:

- Tưới nhỏ giọt ít phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên như địa hình dốc hay chia cắt, thành phần cũng như cấu trúc đất

- Giúp tiết kiệm 30-60% lượng nước so với phương pháp tưới truyền thống

- Hệ thống tưới nhỏ giọt khá đơn giản bao gồm bơm hoặc tháp nước, hệ thống lọc tạp chất hoặc xử lý chất thải, hệ thống phân bón hoặc chất dinh dưỡng đi kèm, đường ống dẫn và thiết bị tạo giọt

- Hệ thống bơm và các van xả có thể điều khiển bằng tay hoặc tự động bằng máy tính

- Phương pháp này phân bố lượng nước đồng đều cho tất cả các điểm mà không làm xói mòn hoặc nén chặt đất trồng trọt Nó còn cho phép nông dân ở những vùng sâu, vùng

xa tưới tiêu cho những nông trang mà không phụ thuộc vào điện hay máy bơm Mặc dù rất hiện đại, nhưng công nghệ này dễ thao tác và lắp đặt, không cần hỗ trợ kỹ thuật

nhiều

Nhược điểm:

- Do đầu tưới nhỏ nên dễ bị tắt nghẽn

- Phải điều chỉnh lượng nước của từng cây cho phù hợp (do áp suất nước không đều

ở mỗi vòi)

Trang 12

- 5 -

- Giá thành tương đối đắt cũng như việc bảo dưỡng thông tắc đường ống và thiết bị nhỏ giọt phức tạp

3 Watering with Soil Moisture Sensors – Tưới nước sử dụng cảm biến đo độ ẩm

- Tiết kiệm được 62% lượng nước so với phương pháp tưới truyền thông

- Bằng cách tưới nước cho cây của bạn khi cần thiết, có thể tăng cường sự phát triển của rễ sâu hơn và làm cho cây chống lại bệnh tật tốt hơn

- Tránh xói mòn hoặc rửa trôi đất do tưới quá mức

- Sử dụng được trên nhiều loại đất khác nhau (đất phù sa, feralit, đất sét, cát, )

- Áp dụng được với nhiều mô hình khác nhau (tưới nhỏ giọt, phun sương, aquaponics

III Phương Pháp Nghiên Cứu

- Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết trên cơ sở vận dụng các kết quả nghiên cứu của các công trình trong và ngoài nước để xây dựng hệ thống điều khiển tưới nhỏ giọt tự động trong khu vườn quy mô nhỏ với diện tích 1000m2

- Sử dụng các phần mềm Matlab để lập trình và mô phỏng, qua đó đưa ra các nhận

xét, đánh giá và so sánh cho Bộ Điều Khiển

Trang 14

- 7 -

II Phân Tích Các Phần Tử Của Hệ Thống

1 PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN: PID

Sơ lược: PID (Proportional Integral Derivative) hay còn gọi là bộ điều khiển vi tích phân tỷ lệ, một bộ điều khiển thông dụng trong công nghiệp dùng để điều chỉnh sai lệch

về mức tối thiểu, điều khiển động cơ hoạt động tối ưu

Một bộ điều khiển PID bao gồm 3 khâu:

Trang 15

- 8 -

Các thông số thiết kế PID trong mô phỏng hệ thống

Đồ thị thể hiện đáp ứng của PID

Trang 16

- : điện cảm phần ứng - : tốc độ góc của động cơ

- : điện trở phần ứng - : moment tải

- : điện áp phần ứng - B : hệ số ma sát

- : sức phản điện động - J : moment quán tính

Áp dụng định luật Kirchoff cho mạch điện phần ứng:

Trong đó:

: hệ số sức phản điện động : từ thông kích từ

Áp dụng định luật Newton cho chuyển động quay của trục động cơ:

Trang 17

- 10 -

Trong đó:

: hệ số moment Biến đổi Laplace các phương trình trên ta được:

Đặt: hằng số thời gian điện từ của động cơ

hằng số thời gian điện cơ của động cơ =

Hàm truyền động cơ dc:

Các thông số như sau:

(công suất định mức của động cơ) (tốc độ quay của roto trong động cơ)

Trang 18

Ta có lưu lượng dòng chảy:

(1) (v(t): vận tốc dòng chảy, A là tiết diện mặt cắt dòng chảy)

Mà: (2) ( : tốc độ góc của roto, là bán kính quay của roto)

Từ (1) & (2) Laplace 2 vế phương trình trên, ta được:

Hàm truyền của dòng chảy:

4 PHẦN TỬ HỒI TIẾP: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT

Trang 19

- 12 -

Sơ lược: khi đủ nước, cảm biến sẽ nhận tín hiệu vào là độ ẩm ở ngưỡng cần thiết, sau

đó nó sẽ cho trạng thái đầu ra mức thấp (0V), lúc đó sẽ không cần tưới Ngược lại, khi đất thiếu nước đầu ra cảm biến sẽ là mức cao (5V)

Độ nhạy cao chúng ta có thể điều chỉnh được bằng biến trở Phần đầu đo được cắm vào đất để phát hiện độ ẩm của đất, khi độ ầm của đất đạt ngưỡng thiết lập, đầu ra DO sẽ chuyển trạng thái từ mức thấp lên mức cao Nhờ thế, các bạn có thể sử dụng Analog hoặc Digital của Arduino để đọc giá trị từ cảm biến

Sơ đồ khối:

Từ lưu lượng nước, cảm biến sẽ nhận giá trị đầu vào là độ ẩm nằm trong khoảng

từ 0-100%, sau đó cảm biến sẽ xuất ra tín hiệu điện áp 0-5V (0v: mức thấp và 5v: mức cao)

Ta có tỷ số:

H(s)

Trang 20

- 13 -

Bên cạnh đó, độ trễ của cảm biến:

Trang 21

- 14 -

PHẦN BA

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB

I HÀM TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG

Với nhưng thông số đã chọn ở trên, ta tiến hành nhập và tính trên Matlab

Với tín hiệu hồi tiếp là cảm biến có hàm truyền:

Tính toán và

kết quả trên

Matlab:

Trang 22

- 15 -

Như vậy, hàm truyền hệ thống tìm được:

Mục tiêu hệ thống của nhóm sẽ đạt được :

 Thời gian tăng trưởng (Rise time) nhỏ hơn 0.7s

 Thời gian xác lập (Settling time) nhỏ hơn 7s

 Độ vọt lố (Overshoot) nhỏ hơn 5%

 Vẽ sơ đồ khối, nhập hàm truyền và các thông số trong Simulink

 Chọn các thông số cho bộ điều khiển PID:

Bước 1: Đầu tiên chọn hệ số KP của khâu tỉ lệ Khi Kp tăng thì sai số xác lập

sẽ nhỏ lại nhưng nếu Kp quá lớn thì sẽ làm hệ mất ổn định.Nên nhóm chọn Kp =

300 để giảm sai số xác lập, giảm Rise time 0.66s giúp bộ điều khiển nhạy và hệ thống đáp ứng nhanh, nhưng hệ thống vẫn chưa được ổn định, vẫn còn dạng hình Sin trong trường hợp này ,vọt lố và thời gian xử lí để hệ thống ổn đinh vẫn quá cao (vọt

lố 28,3% và thời gian xử lí 936s)

Trang 23

- 16 -

Biểu đồ khâu tỉ lệ

Bước 2: Chọn hệ số tích phân Ki = 160 , chọn hệ số tỉ lệ này giúp hệ thống có trạng thái ổn định, làm mất đi steady-state error, giảm thời gian xử lí còn 49s và nhưng lại làm tăng vọt lố lên đến 60,5%

Biểu đồ khi thêm khâu tích phân

Ngày đăng: 11/12/2019, 21:35

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w