Đang tải... (xem toàn văn)
Bình phản ứng là một ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, và để điều khiển bình phản ứng có rất nhiều phương pháp, một trong số đó là điều khiển PID. Đây là bài tập của mình về thiết kế bộ điều khiển PID cho bình phản ứng, bạn nào có nhu cầu thì xem thêm nhé
PID Tuner trong Simulink PID Tuner cung cấp một phương pháp nhanh chóng và áp dụng rộng rãi trong các bộ điều khiển PID cho hệ thống một vòng kín.Với phương pháp này ta có thể dễ dàng thiết lập các thông số của bộ điều khiển PID để điều khiển đối tượng nhằm đưa ra được đáp ứng mong muốn. Công việc thiết kế bộ điều khiển với công cụ PID Tuner bao gồm các bước sau: - Mở chương trình PID Tuner. Phần mềm tự động tính toán một mô hình tuyến tính từ mô hình Simulink và thiết kế một bộ điều khiển ban đầu. - Điều chỉnh bộ điều khiển trong PID Tuner bằng cách điều chỉnh bằng tay các thông số trong hai chế độ thiết kế là thời gian đáp ứng (response) và chất lượng tạm thời (transient behavior).Từ đó chương trình tính toán các thông số của bộ điều khiển PID để làm hệ thống ổn định và đạt chất lượng mong muốn. - Đưa ra các thông số của bộ điều khiển và thiết kế lại khối PID, sau đó kiểm tra hiệu quả của nó trong Simulink. Ta sẽ áp dụng các bước trên vào một đối tượng cụ thể để thấy rõ được công dụng của công cụ PID Tuner này. Lấy trực tiếp đối tượng van khí nén với hàm truyền là khâu quán tính bậc nhất có trễ: ( ) = 0.47 (56 + 1)( + 1)(4 + 1) Mô phỏng cấu trúc hệ thống dùng bộ điều khiển PID điều khiển đối tượng trong Simulink như hình dưới: Đầu vào của hệ thố ng Thiết lập thông số Ki=0.4, Kd=0. Đáp ứng đ Để chạy công cụ PID Tuner, ta kích khối ra. ng là tín hiệu bước nhảy từ 0 lên 1, step time = 1. bất kỳ cho bộ điều khiển PID, ch ẳ đ ầu ra của hệ thống sẽ là: PID Tuner, ta kích đúp vào khối PID để m 0 lên 1, step time = 1. ẳ ng hạn Kp=20, m ở hộp thoại của Hộp thoại PID Tuner m đầu ra của hệ thống, xây tính toán củ a PID Tuner s đầu để đạt được sự cân b ằ Sau đó đưa ra được đ Tuner m ở ra. Các phần mềm tự động nhận dựng nên một mô hình tuyến tính cho a PID Tuner s ẽ giúp tính ra các thông số của một b ộ ằ ng hợp lý giữa hiệu suất và độ bền. đ ồ thị của đáp ứng: dạng đầu vào và cho hệ thống. Các ộ điều khiển ban - Đường màu đỏ là khối PID - Đường màu xanh tính toán và lựa ch Click vào Show paramenters và các chỉ tiêu chất lượ ng Ta có thể xem được ứng đầu ra với bộ thông s Điều chỉnh các thông thời gian đáp ứng của vòng bảng thống số để điều ch ỉ ta sẽ có được bộ điều khi ể Ví dụ như đáp ứng sau là đồ thị đáp ứng đầu ra ứng với bộ s màu xanh là đồ thị đáp ứng đầu ra ứng với bộ s ch ọn tạm thời. paramenters để xem các thông số của b ộ ng của hệ thống. thời gian xác lập, độ quá điều chỉ nh, đ s ố Kp, Ki, Kd trong bảng phía trên. thông số bộ điều khiển bằng cách di chuy vòng kín đồng thời quan sát đồ thị đáp ỉ nh chất lượng cho hệ thống. Khi đáp ể n PID gần chính xác nhất. sau là đạt yêu cầu: s ố hiện có trong s ố mà PID Tuner ộ điều khiển PID nh, đ ỉnh, …của đáp cách di chuy ển thanh trượt đáp ứng đầu ra và ứng đạt yêu cầu Ta thu được các thông Cuối cùng thử nghi ệ phỏng Simulink bằng cách được cài đặt cho khố i PID trong Simulink. thông số cho bộ điều khiển PID như sau: ệ m bộ điều khiển trên mô hình phi tuy cách nhấ n Update Block trong PID Tuner, các i PID trong Simulink. hình phi tuy ến trong mô n Update Block trong PID Tuner, các thông số sẽ Chạy mô phỏng và kiểm tra tra lại đáp ứng đầu ra có đạt được yêu c c ầu mong muốn: . trong các bộ điều khiển PID cho hệ thống một vòng kín.Với phương pháp này ta có thể dễ dàng thiết lập các thông số của bộ điều khiển PID để điều khiển đối tượng nhằm đưa ra được đáp ứng mong. được ứng đầu ra với bộ thông s Điều chỉnh các thông thời gian đáp ứng của vòng bảng thống số để điều ch ỉ ta sẽ có được bộ điều khi ể Ví dụ như đáp ứng sau là đồ thị đáp ứng đầu ra ứng. cùng thử nghi ệ phỏng Simulink bằng cách được cài đặt cho khố i PID trong Simulink. thông số cho bộ điều khiển PID như sau: ệ m bộ điều khiển trên mô hình phi tuy cách nhấ n Update Block trong