HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CONTROLLER SYSTEMS Lecturer: Lang Van Thang ME - HUI thang.langvan@hotmail.com NỘI DUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC BỘ ĐIỀU KHIỂN CNC 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 3 Hệ thống điều khiển chia ra 2 loại: • Điều khiển mở (open loop) • Điều khiển có phản hồi HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 4 Các thành phần cơ bản trong hệ thống điều khiển có phản hồi Phần tử so sánh: so sánh giá trị yêu cầu với giá trị được đo ở một thời điểm  có giá trị sai lệch  bộ điều khiển bù lượng sai lệch giá trị sai lệch = giá trị yêu cầu - giá trị đo Thuật ngữ vòng phản hồi (feedback loop) tức là ở đó đạt được trạng thái thực cấp quay lại để thay đổi tín hiệu đầu vào: phản hồi gọi là hồi tiếp âm (negative feedback) HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 5 Các thành phần cơ bản trong hệ thống điều khiển có phản hồi Phần tử điều khiển - control: là phần tử tạo tín hiệu điều khiển khi nhận được giá trị sai lệch. Phần tử hiệu chỉnh - correct: là phần tử tạo ra một thay đổi để hiệu chỉnh trạng thái điều khiển. Cơ cấu chấp (actuators) hành chính là phần tử hiệu chỉnh. Yếu tố quá trình - process: là những yếu tố cần được kiểm soát (nhiệt độ, tốc độ đc, vị trí…) HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 6 Các thành phần cơ bản trong hệ thống điều khiển có phản hồi Phần tử đo - measurement: là phần tử đo trạng thái thay đổi và đưa tín hiệu về bộ điều khiển. Nhiễu - disturbunce: là những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng tới hệ thống. Tín hiệu vào - input: còn gọi là tín hiệu chuẩn, là giá trị mong muốn của các biến điều khiển tạo ra bởi hệ thống. Tín hiệu ra - output: là biến đang được kiểm soát. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 7 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 8 Điều khiển tuần tự • Bộ điều khiển sẽ thực hiện tuần tự các lệnh theo các bước vận hành. Sau khi bước 1 hoành thiện  bước 2 bắt đầu, bước 2 hoành thiện  bước 3 bắt đầu… • Trước đây điều khiển tuần tự được thực hiệng bằng các công tắc, rơ le, … càng ngày được thay thế bởi các bộ vi xử lý (microprocessors) vi điều khiển (microcontroller), PLC… HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 9 Điều khiển dùng vi xử lý • Bộ vi xử lý dùng thay các bộ cơ để thực hiện các nhiệm vụđiêều khiển. • PLC (Programmable Logic Controller) là bộ vi xử lý được sử dụng rộng rãi hiện nay. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 10 [...]... APPLICATION 23 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển số trực tiếp 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 24 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển thích nghi – adaptive control 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 25 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển thích nghi – adaptive control 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 26 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển đạt lịch trình – gain schedule control Điều khiển đạt... 28 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển thích nghi – adaptive control Hệ thống thích nghi tham chiếu-mẫu – model reference adaptive systems Một hệ thống mẫu chính xác được phát triển (gọi là mẫu chuẩn) Chênh lệch giữa đầu ra của 2 hệ thống được so sánh để điều chỉnh tham số của bộ điều khiển nhẳm giảm tối thiểu sự chênh lệch 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 29 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC Nguyên lý điều. .. đạt lịch trình còn gọi là điều khiển thích nghi được lập trình trước 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 27 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển thích nghi – adaptive control Điều khiển tự điều chỉnh – self turning control Điều khiển tự điều chỉnh là điều hòa liên tục các tham số của nó trên cơ sở giám sát các biến hệ thống đang điều chỉnh và các tín hiệu ra từ bộ điều khiển 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS... 12 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI Phương thức 2 bước – two steps • Phương thức 2 bước thì bộ điêu khiển chính là công tắc được kích hoạt bởi tín hiệu sai lệch, điều khiến là đóng/mở 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 13 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI Phương thức tỉ lệ • Bộ điều khiển tạo ra tín hiệu điều khiển tỉ lệ với tín hiệu sai lệch • Mối quan hệ tuyến tính của tín hiệu điều khiển và tín...HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển số và các cổng logic • Biến các tín hiệu liên tục  tín hiệu rời rạc • Dùng các cổng logic • Tín hiệu vào ra của bộ điều khiển on/off – 0/1 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 11 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI Phương thức Điều khiển • • • • • Phương thức 2 bước – two steps Phương thức tỉ lệ - Proportion... Nguyên lý điều khiển số – Numerical control Bộ xử lý dữ liệu – DPU • Thiết bị nhập dữ liệu, cổng RS-232 • Các mạch đọc dữ kiệu và logic • Các mạch giải mã • Trình soạn thảo Bộ ĐK vòng phản hồi - CLU • • • • Bộ nội suy Bộ cứng vòng phản hồi cho các trục Các vòng lặp điều khiển tốc độ Điều khiển chức năng hỗ trợ như đóng/ngắt trục chính 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 31 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014... điều khiển số – Numerical control Điều khiển số dựa trên cơ sở máy tính (Computer Numberical Control) được sử dụng trong các máy công cụ Điều khiển trực tiếp các hoạt động của máy bằng dữ liệu số Cơ khí chính xác Bộ xử lý dữ liệu - DPU CNC Data Processing Unit Bộ ĐK - MCU Machine Control Unit Bộ ĐK vòng phản hồi - CLU Control Loop Unit 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 30 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN... tốc độ) trên tất cả các hành vi điều khiển được giới hạn bởi độ lợi vi phân, Kd 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 18 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI Phương thức vi phân Dout Kd e t 7/25/2014 thừa số vi phân của đầu ra Độ lợi vi phân, một thông số điều chỉnh Sai số thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại) HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 19 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Phương thức PID Độ lợi tỉ... ME MECHATRONICS APPLICATION 21 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Phương thức PID Thông số Thời gian khởi động Quá độ Thời gian xác lập Sai số ổn định Độ ổn định[3] Kp Giảm Tăng Thay đổi nhỏ Giảm Giảm cấp Ki Giảm[4] Tăng Tăng Giảm đáng kể Giảm cấp Giảm ít Về lý thuyết không tác động Cải thiện nếu Kd nhỏ Kd 7/25/2014 Giảm ít Giảm ít HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 22 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Phương thức PID 7/25/2014... tích phân trên tất cả tác động điều chỉnh được xác định bởi độ lợi tích phân, Ki 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 16 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Iout Ki e t τ 7/25/2014 thừa số tích phân của đầu ra độ lợi tích phân, 1 thông số điều chỉnh sai số thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại) một biến tích phân trung gian HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 17 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI Phương thức . HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CONTROLLER SYSTEMS Lecturer: Lang Van Thang ME - HUI thang.langvan@hotmail.com NỘI DUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ PHẢN HỒI BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC BỘ ĐIỀU. BỘ ĐIỀU KHIỂN CNC 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 3 Hệ thống điều khiển chia ra 2 loại: • Điều khiển mở. feedback) HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7/25/2014 HUI - ME MECHATRONICS APPLICATION 5 Các thành phần cơ bản trong hệ thống điều khiển có phản hồi Phần tử điều khiển - control: là phần tử tạo tín hiệu điều