BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Sinh viên: Mai Tiến Nam MSSV: 20109503 Nhóm thí nghiệm : 269 Bài 1: Xây dựng hệ thống điều khiển một bình mức. 1.3.Mô phỏng đối tượng bình mức bằng khối Single-Tank trên matlab • Phương pháp đường cong đáp ứng Với bộ thông số • Course Number = 55( khoá 55 ) • Class Number = 69 ( nhóm 269) • Namelist Number = 503 ( SHSV 20109503) Cho tín hiệu tác động bậc thang ở đầu vào ta có đáp ứng của hàm quá độ có dạng quán tính bậc nhất. Từ lý thuyết và đồ thị ta xác định được các tham số của mô hình như sau: T=1.5 1 Step In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 5 10 15 20 25 30 35 K=7/(3-1.5) = 4.7 Để kiểm chứng mô hình ta dùng mô hình sau: 1.5s+1 4.5 Transfer Fcn Step In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope2 1 s Integrator Nhận thấy trên đồ thị mô phỏng và đồ thị nhận dạng có sự sai khác nhất định. Để đạt được sai số tối thiểu, ta điều chỉnh các tham số K và T. Với K = 4.5 và T = 1.5, ta có đồ thị 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 5 10 15 20 25 30 35 2 1.6. Sách lược điều khiển truyền thẳng. Lưu đồ P&ID: Sơ đồ simulink Level SP OutValve Single- Tank GUI Tank GUI Max Lev el = 1000 In1 Out1 Subsystem In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope1 Scope So sánh giá trị SP và Level (bằng scope), chọn stoptime = 5030 = SHSV 3 In1 Out1 Subsystem 1 Out1 1 s Integrator -K- Gain2 -K- Gain1 -K- Gain du/dt Derivative 1 In1 Scope: Scope 1 : 4 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x 10 6 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1.7. Sách lược điều khiển phản hồi : Lưu đồ P&ID: Sơ đồ trên simulink: Bộ điều khiển P (P = 0.22), chọn stoptime =5030 = SHSV Level SP OutValve Single- Tank GUI Tank GUI Max Lev el = 1000 In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope1 Scope -K- Gain Kết quả mô phỏng scope: 5 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 scope 1: Bộ điều khiển PI (K p = 0.27, T I = 5), stoptime =5060 Level SP OutValve Single- Tank GUI Tank GUI Max Lev el = 1000 In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope1 Scope 1 s Integrator -K- Gain1 0.2 Gain Scope: Scope 1: 6 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 10 7 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 0 1 2 3 4 5 6 x 10 7 Bộ điều khiển PID (K p = 0.2, I = 3, T D =0.75), stoptime =5030 Level SP OutValve Single- Tank GUI Tank GUI Max Lev el = 1000 In1 Out1 Subsystem In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope1 Scope 7 1 Out1 1 s Integrator -K- Gain2 -K- Gain1 -K- Gain du/dt Derivative 1 In1 In1 Out1 Subsystem Scope: Scope 1: 1.9.Sách lược điều khiển vòng đơn sử dụng khâu chống bão hòa tích phân: + PI-RW: 8 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 10 7 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Sơ đồ:Khâu PI nối tiếp với khâu chống bão hòa tích phân: Trong đó: Thông số của khâu PI-RW được xác định theo Zinger Nichol 1 như sau: Gain: K=Kp=0.27 Gain1: K=1/Ti=0.2 Gain2: K=4/Ti=0.8 Sơ đồ simulink: Level SP OutValve Single- Tank GUI Tank GUI Max Lev el = 1000 In Valve Out Valve Level In Flow Out Flow SINGLE- TANK Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope1 Scope In1 Out1 Subsystem Kết quả mô phỏng: với stoptime = SHSV = 5030 Scope 1: Scope : 9 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 x 10 7 + PID-RW: Sơ đồ :Khâu PID nối tiếp với khâu chống bão hòa tích phân: Trong đó: Thông số của khâu PID-RW được xác định theo Zinger Nichol 1 như sau: Gain: K=Kc=0.2 Gain1: K=1/Ti=0.33 Gain2: K=4/Ti=1.33 Gain3: K=Td=0.75 Sơ đồ simulink giống phần trước Kết quả mô phỏng với stoptime = 5030 Scope 1: 10 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 [...]...Scope: 5 x 10 7 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1000 2000 3000 1.10 Sách lược điều khiển tầng : Lưu đồ P&ID: 11 4000 5000 6000  1.10.1.Bộ điều khiển không đo lưu lượng ra * Vòng ngoài là bộ điều khiển P (lấy Kp = 2000000) , vòng trong là bộ điều khiển P (Kp = 2000000) – bộ điều khiển P-P Scope1 -KGai n Level -K- In Valve SINGLETANK Gain1 Out Valve SingleTank GUI Level SP OutValve... 4 3 2 x 10 3.5 6 1 3 0 2.5 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 4000 5000 6000 2 Scope 3 : 1.5 1 23 0.5 0 0 1000 2000 3000 2.7 Sách lược điều khiển tầng Lưu đồ P&ID b Mô phỏng với các bộ điều khiển: +) Vòng ngoài là bộ điều khiển P (lấy Kp = 2000000) vòng trong là bộ điều khiển P (Kp = 2000000) để tăng đáp ứng của hệ thống Sơ đồ: Scope Scope1 SP1 -KGain Level1 Level 1 -K- Level 2 Gain1 -K-KGain2 SP2 Two-Tank... Scope: 300 12 200 100 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Scope 1: 6 5 x 10 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 *Vòng ngoài là bộ điều khiển P(Kp = 10000), vòng trong là bộ điều khiển PI-RW có các thông số như trên bài điều khiển phản hồi P-PIRW 0.9 Gain2 In1 Out1 -K- Subsystem Gain1 1 In1 Sơ đồ simulink: 13 1 s Integrator 0.2 Gain 1 Saturation Out1 Scope1 Level -K- In1 Gain... 6 5 4 3 2 1 0 0 Scope 3 : 26 6 4 x 10 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 r Bộ P/PI-RW +)Vòng ngoài là bộ điều khiển P (Kp =2000000) để tăng đáp ứng của hệ thống,vòng trong là bộ điều khiển PI-RW để triệt tiêu sai lệch tĩnh Trong đó các thông số bộ điều khiển PI-RW lấy ở phần trên Sơ đồ simulink: 0.8 Gain2 0.2 Gain1 In1 1 s Integrator Out1 Subsystem 1 In -K- 1 Gain Saturation Out... Kết quả mô phỏng như sau: Scope : 18 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Scope 1: 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 2.6 Sách lược điều khiển phản hồi vòng đơn: 19 a Lưu đồ P&ID b.Sơ đồ trên Simulink: +) Bộ điều khiển P Scope Scope1 SP1 -K- Level1 Level 1 Gain SP2 Valve 1 Level 2 Valve 2 TWOTANK -K- Level2 Two-Tank Valve1 GUI Flow 1 Valve2 Valve Flow 2 Valve3 Valve 3 Gain1... Max Height 1 = 1000 Max Height 2 = 1000 Two-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Valve2 Valve 21 Scope2 Scope3 6000 Trong đó : - Bộ điều khiển PI-RW 1 có các thông số xác định theo ziegler Nichol 1 là: Gain: K=Kp=0.16 Gain1:K=1/Ti=0.2 Gain2: lấy K = 0.8 - Bộ điều khiển PI-RW 2 có các thông số xác định theo ziegler Nichol 1 là: Gain: K=Kc= 1.64 Gain1:K=1/Ti=0.09 Gain2: lấy K = 0.38 Kết quả mô phỏng:... Scope Gain = 0.2 ;Gain 1 = 0.18 ;Gain 2 = 0.9 • Scope 1: Scope: 3.5 700 600 x 10 6 3 500 2.5 400 2 300 1.5 200 1 100 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 0.5 4000 6000 4200 4400 4600 Bài 2 : Xây dựng hệ thống điều khiển hai bình mức A: Xây dựng mô hình lý thuyết 2.3 Mô phỏng đối tượng bằng khối TwoTank trong simulink 16 4800 5000 5200 Scope Level 1 Valve 1 Level 2 Step Valve 2 TWOTANK Flow 1 Scope1 Flow 2 Valve... Lev el = 1000 Single-Tank Course = 55 Class = 69 Number = 503 Scope Kết quả mô phỏng Scope : 700 600 500 400 300 200 100 0 Scope 1: 4 0 6 x 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 *Bộ điều khiển đo Sơ đồ Simulink lưu lượng ra: 0 4000 4200 4400 4600 14 4800 5000 5200 • Bộ P/P: Scope1 -KG ain Level -K- In Valve SIN LEG TAN K Gain1 O Valve ut SingleTank G I U Level SP OutValve In Flow Tank... 2000 3000 4000 5000 6000 20 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Scope 2: Scope 3 6 8 6 x 10 3.5 7 x 10 3 6 2.5 5 2 4 1.5 3 1 2 0.5 1 0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1000 2000 3000 4000 5000 +) Bộ điều khiển PI-RW Sơ đồ: Khâu PI nối tiếp với khâu chống bão hòa tích phân: Sơ đồ simulink: 0.8 Gain2 1 s 0.2 Gain1 In1 Integrator Out1 1 -K- In1 Subsystem 1 Gain Out1 Saturation Scope Scope1 In1 SP1 Out1 . BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Sinh viên: Mai Tiến Nam MSSV: 20109503 Nhóm thí nghiệm : 269 Bài 1: Xây dựng hệ thống điều khiển một. lưu lượng ra * Vòng ngoài là bộ điều khiển P (lấy Kp = 2000000) , vòng trong là bộ điều khiển P (Kp = 2000000) – bộ điều khiển P-P Level SP OutValve Single- Tank GUI Tank