Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Ứng dụng Simulink mô phỏng
và đánh giá chất lượng hệ thống
CBGD: Trần Thụy Uyên Phương
Sinh viên: Trương Đăng Khoa
Lớp 119110B
MSSV: 11911009
Tp HCM, Ngày 9 tháng 11 năm 2013
I. CHUẨN BỊ
II. KHẢO SÁT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
II.1. KHẢO SÁT HỆ HỞ
- SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009
K=300: khoảng nhiệt độ cao nhất có thể điều khiển
Tt=12
T=210 //200
II.2. KHẢO SÁT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ ON-OFF
a. Khảo sát quá trình quá độ của hệ thống
Output when on/ off: 1/ 0
Swich on/ off point: +1/-1
M O HINH HE THONG DIE U K HIE N NHIE T DO ON-OFF
150
120
90
60
30
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600
Output when on/ off: 1/ 0
Swich on/ off point: +5/-5
Page 2|6
- SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009
M O HINH HE THONG DIE U K HIE N NHIE T DO ON-O FF
150
120
90
60
30
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600
Output when on/ off: 1/ 0
Swich on/ off point: +10/-10
M O HINH HE THO NG DIE U K HIE N NHIET DO O N-O FF
150
120
90
60
30
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600
Output when on/ off: 1/ 0
Swich on/ off point: +20/-20
Page 3|6
- SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009
M O HINH HE THONG DIE U K HIE N NHIE T DO ON-O FF
150
120
90
60
30
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600
b. Sai số ngõ ra so với TH đặt & thời gian đóng ngắt tương ứng
Vùng trễ Denta e1 -Denta e2 Chu kì đóng ngắt
(s)
+1/-1 4 -1 53
+5/-5 11 -7 98
+10/-10 19 -12 115
+20/-20 30 -21 170
c.
Output when on/ off: 1/ 0
Swich on/ off point: +5/-5
d. Để sai số ngõ ra sắp sỉ bằng 0 thì cần thu hẹp khoảng giá trị vùng trể, chu kì đóng
ngắt nhanh hơn.
Page 4|6
- SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009
Trong thực tế không thể thực hiện bộ điều khiển ON-OFF với khoảng giá trị vùng trể
hẹp, chu kì đóng ngắt nhanh, bởi vì gây ra hiện tượng có hại chattering (đảo trạng thái
liên tục)
II.3. KHẢO SÁT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ BẰNG PHƯƠNG PHÁP
PID
a.
Từ các giá trị T, Tt, K đã tìm được ở II.1.
K = 300
Tt = 12
T = 210
Ta tính toán KP, KI, KD theo phương pháp Ziegler Nichols như sau:
KP = 1.2*(T/K.Tt) = 0.07
TN = 2Tt = 24
Tv = 0.5Tt = 6
KI = KP/TN = 0.0029
KD = KP*Tv = 0.42
b.
M O HINH HE THONG DIE U K HIE N NHIE T DO P ID
200
Tin hieu dat vao
Tin hieu dap ung
180 Tin hieu ra tu bo dieu k hien
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
c. Nhận xét tín hiệu ngõ ra ở 2 phương pháp điều khiển PID và ON-OFF
- Tín hiệu ngõ ra của phương pháp điều khiển PID cho chất lượng đầu ra tốt hơn, tiến
dần về giá trị đặt ban đầu, sai số khi ổn định sấp sĩ 0. Sai số ∆e1 và -∆e2 ban đầu lớn.
- Tín hiệu ngõ ra của phương pháp điều khiển ON-OFF cho chất lượng đầu ra dao
động quanh giá trị đặt, để tín hiệu ngõ ra đáp ứng tốt hơn thì cần thu hẹp khoảng giá
trị vùng trễ, nhưng giá trị vùng trễ chỉ thu hẹp đến một ngưỡng nhất định nào đó để
Page 5|6
- SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009
hạn chế hiện tượng chattering, vì thế yêu cầu chính xác (sai số ngõ ra sấp sĩ 0) là
không thể.
III. KHẢO SÁT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ, VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ DC
III.1. KHẢO SÁT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ DỘNG CƠ DC
a. KI = KD = 0; StopTime = 10s
KP 1 10 20 50 100
POT 0.19% 1.13% 0.83% 0.66% 0.45%
exl 16.7 2 1 0.4 0.2
txl 0.7 0.75 0.8 0.8 0.79
Nhận xét:
- Khi tăng hệ số KP thì sai số xác lập exl sẽ giảm, thời gian quá độ txl thay đổi nhỏ
nhưng lại làm tăng tính dao động của đáp ứng (tức là tăng độ vọt lố POT).
b. KP = 2; KD = 0
KI 0.1 0.5 0.8 1 2
POT 0% 0% 0.35% 2.49% 12.63%
exl 0 0 0 0 0
txl 98 16 6.5 8 6
Nhận xét:
- Sai số xác lập exl luôn bằng 0
- Tăng KI thời gian quá độ txl sẽ giảm nhưng làm tăng độ vọt lố POT
c. KP = KI = 2
KD 0.1 0.2 0.5 1 2
POT 11.2% 10.58% 10.38% 16.34% 25.2%
exl 0 0 0 0 0
txl 5.8 5.6 5 7 12
Nhận xét:
- Sai số xác lập exl luôn bằng 0
- Tăng KD làm tăng độ vọt lố
d. Phối hợp cả 3 thành phần KP, KI, KD với giá trị lựa chọn thích hợp, ta có thể hiệu
chỉnh để hệ thống kín ổn định, sai số exl=0, thời gian quá độ và độ vọt lố đạt yêu cầu
mong muốn.
Page 6|6
nguon tai.lieu . vn