Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

58 3K 10
Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

LỜI NÓI ĐẦU Trong lĩnh vực tự động hóa ngày nay có rất nhiều giải pháp về công nghệ, nhưng để chọn một giải pháp tối ưu về mặt công nghệ mang tính hiện đại và tính hiệu quả cao trong kinh tế là một vấn đề đòi hỏi rất nhiều thời gian của các chuyên gia nghiên cứu. Và một trong những giải pháp đó là việc sử dụng thành công vi xử lí vào trong công nghiệp. Nhờ vậy mà các doanh nghiệp gia tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm của mình ngày càng cao theo thời gian . Cũng chính vì lí do về sự phát triển vượt bậc của vi xử lí và tính năng công nghệ cao mà chúng em đã chọn đề tài nghiên cứu : “Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor”. Đồ án của chúng em điều khiển động cơ một chiều bằng PID viết trên nền vi điều khiển, giao tiếp với máy tính bằng giao diện Visual Basic 6.0 Nội dung của đồ án: Chương 1: Giới thiệu về động cơ một chiều Chương 2: Thiết kế bộ điều khiển số PID cho động cơ một chiều Chương 3: Giới thiệu phần mềm Visual Basic 6.0 Chương 4: Mô hình hệ thống điều khiển động cơ một chiều Chương 5: Kết luận và hướng phát triển Nội dung nghiên cứu của đồ án là thiết kế mạch, xây dựng các lưu đồ thuật toán và thi công lắp ráp để kiểm chứng tính đúng đắn của thiết kế và các lưu đồ thuật toán đã xây dựng. Vì thời gian chuẩn bị không nhiều cùng với kiến thức còn hạn hẹp, đồ án không tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô trong khoa, chúng em xin chân thành cảm ơn. 1 Chương 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Tổng quan về động cơ điện một chiều. 1.1.1 Giới thiệu chung Hiện nay trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, thì động cơ không đồng bộ là loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhờ kinh tế, dễ chế tạo, chi phí vận hành bảo dưỡng sửa chữa thấp… Tuy nhiên trong một số lĩnh vực nhất định đòi hỏi về yêu cầu cao về điều hành tốc độ, về khả năng quá tải thì động cơ không đồng bộ không thể đáp ứng được hoặc thực hiện được thì phải chi phí các thiết bị đi kèm (như bộ biến tần .) rất đắt tiền. Vì vậy động cơ điện một chiều hiện tai vân là loại động cơ không thể thay thế được trong những lĩnh vực nói trên. Ứng dụng phổ biến của động cơ điện một chiều hiện nay trong các ngành sản xuất như hầm mỏ, khai thác quặng, máy xúc và đặc biệt là trong các đầu máy kéo tải ở lĩnh vực giao thông. Đó là nhờ hai đặc điểm quan trọng ưu việt của nó: • Khả năng điều chỉnh tốc độ tốt. • Khả năng quá tải tốt . Ngoài hai đặc tính cơ bản trên, thì cấu trúc mạch lực và mạch điều khiển động cơ điện một chiều (ĐCĐ1C) đơn giản hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ, đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao hơn trong dải điều chỉnh rộng. Hiện nay trên thế giới, ở các nước phát triển việc dùng động cơ điện thay thế cho các loại động cơ điêzen hoặc xăng là phổ biến, đó cũng là xu thế chung đối với toàn thế giới. Một mặt vì nguồn điện rộng rãi, tiến bộ nhảy vọt về công nghệ bán dẫn cho phép chế tạo được nhiều bộ biến đổi gọn nhẹ, khả năng giới hạn dòng áp cao và tin cậy hơn và dặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường và cho hiệu suất cao. 1.1.2 Cấu tạo. Cấu tạo: Kết cấu chủ yếu của động cơ điện một chiều được chia thành 2 phần chính: phần tĩnh (Stato) và phần động (roto). a. Phần tĩnh: còn gọi là phần cảm gồm cực từ chính và cực từ phụ, gông từ, nắp máy và cơ cấu chổi điện. - Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ . GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 2 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 2 + Lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0.5 đến 1mm được ép lại và tán chặt. + Dây quấn kích từ được làm bắng đồng bọc cách điện, được quấn thành từng cuộn, mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện. Các cuộn dây kích tư được đặt trên các cực từ . - Cực từ phụ : được đặt giữa các cực từ chính và được dùng để cải thiện đổi chiều. - Gông từ : làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy. - Cơ cấu chổi than : gồm chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp. - Nắp máy : Nắp máy dùng để bảo vệ các chi tiết của máy tránh không cho các vật bên ngoài rơi vào trong máy có thể làm hỏng cuộn dây, mạch từ . Đồng thời nắp máy để cách ly người sử dụng với bộ phận của máy khi động cơ đang quay, đang có điện. Ngoài ra nắp máy còn là giá đỡ ổ bi của trục động cơ. b. Phần quay (Roto) - Lõi thép phần ứng: Lõi thép roto dùng để dẫn từ thường làm bằng các lá thép kỹ thuật điện (thép kỹ thuật silic) bề mặt phủ sơn cách điện rồi ghép lại để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh, trong máy điện lớn lõi sắt được chia thành những đoạn nhỏ giữa có khe hở gọi là khe thông gió ngang trục, gió thổi qua làm mát trục. - Dây quấn phần ứng : là phần sinh ra sức điện động cảm ứng và có dòng điện chạy qua. - Cổ góp : dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều trong dây quấn phần ứng thành dòng điện một chiều đưa ra ngoài . GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 3 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 3 - Và một số các bộ phận khác …. 1.1.3 Phân loại Căn cứ vào phương pháp kích từ người ta chia động cơ 1 chiều thành các loại như sau: + Động cơ điện DC kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. + Động cơ điện DC kích từ độc lập. + Động cơ điện DC kích từ nối tiếp + Động cơ điện DC kích thích song song. + Động cơ điện DC kích từ hỗn hợp (Gồm 2 cuộn dây kích từ, 1 cuộn mắc nối tiếp với phần ứng, 1 cuộn mắc song song với phần ứng). 1.1.4 Nguyên lý Nguyên lý : hoạt động dựa trên nguyên lý “cảm ứng điện từ”. Nếu ta nối hai chổi điện với dòng điện một chiều chạy trong các thanh dẫn nằm trong từ trường của nam châm N-S. Dưới tác dụng của từ trường nam châm lên các thanh dẫn có dòng điện sẽ sinh ra lực điện từ có độ lớn: F=B tb .l.i Trong đó : B tb : là cảm ứng từ trung bình trong khe hở. l : là chiều dài của thanh dẫn. i : là dòng điện chạy trong thanh dẫn. Chiều của lực xác định theo quy tắc bàn tay trái. Lực điện từ tác dụng lên các thanh dẫn ở mỗi vùng cực có chiều không đổi, momen do lực điện từ sinh ra có chiều không đổi làm cho khung dây quay theo một chiều nhất định. Đó là nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. 1.1.5 Ưu nhược điểm của động cơ điện một chiều • Ưu điểm: - Ưu điểm nổi bật của động cơ điện một chiều là có moment mở máy lớn, do vậy kéo được tải nặng khi khởi động. Ngoài ra phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, khoảng nhảy cấp tốc độ nhỏ phù hợp với hệ thống tự động hóa khi cần thay đổi mịn tốc độ. - Tiết kiệm điện năng. - Tuổi thọ lớn • Nhược điểm GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 4 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 4 - Nhược điểm chủ yếu của động cơ điện một chiều là bộ phận cổ góp có cấu tạo phức tạp và đắt tiền nhưng hoạt động kém tin cậy vì thường hư hỏng trong quá trình vận hành nên cần bảo dưỡng và sửa chữa thường xuyên. Ngoài ra tia lửa điện phát sinh trên cổ góp và chổi than sẽ gây nguy hiểm trong môi trường dễ cháy nổ. Nhược điểm nữa là do mạng điện cung cấp chủ yếu ở dạng xoay chiều nên khi cần cho máy điện một chiều hoạt động phải có bộ chỉnh lưu hoặc máy phát điện một chiềt đi kèm. - Giá thành đắt. - Công suất không cao. 1.1.6 Phương trình đặc tính cơ Khái niệm : Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và momen của động cơ ω = f(M) hoặc n=f(M) Phương trình đặc tính cơ: Theo đồ: Hình 1.1 đồ nối dây của động cơ kích từ độc lập. Ta có phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng như sau : U ư = E ư + ( R ư + R f ).I ư Trong đó : U ư : điện áp phàn ứng (V) E ư : Suất điện động phần ứng (V) R ư : Điện trở của mạch phần ứng (Ω) R f : Điện trở phụ trong mạch phàn ứng (Ω) I ư : Dòng điện mạch phần ứng (A) Với R ư = r ư + r cf + r b +r ct r ư : điện trở cuộn dây phần ứng r cf : điện trở cuộn cực từ phụ GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 5 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 5 r b : điện trở cuộn bù r ct : điện trở tiếp xúc của chổi điện Sức điện động E ư của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức E ư = .ω.Ф = K .ω Trong đó : p : số đôi cực từ chính N : số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng. a : số đôi mạch nhánh song song. Ф: từ thông kích từ dưới một cực từ (Wb). ω: tốc độ góc (rad/s). k = (k: là hệ số cấu tạo của động cơ) Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vòng/phút) thì: E ư = K e Ф n Mà ω = vì vậy E ư = Ф n. K e = (Hệ số sức điện động của động cơ) K e = 55,9 k ≈ 0,105K Ta có phương trình đặc tính cơ điện của động cơ: ω = - I ư Mặt khác M đt của động cơ được xác định: M đt =k Ф I ư Hình 1.2 đồ đặc tính cơ của động cơ điện một chiều. Và bỏ qua các tổn thất cơ vâ tổn thất thép thì momen trên trục bằng momen điện từ. GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 6 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 6 Cuối cùng ta có phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập : ω = - .M 1.2 Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ một chiều Nhận xét:Từ phương trình đặc tính ở cơ trên, có thể thấy có 3 đại lượng có thể được thay đổi để điều chỉnh tốc độ động cơ, ứng với một giá trị mômen tải đã cho, đó là các đại lượng : - U : Là giá trị điện áp đặt vào phần ứng. - R ư + R f : Là điện trở mạch phần ứng. - Φ: Là từ thông của động cơ. 1.2.1 Phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng. đồ thay thế động cơ: Ở chế độ xác lập có thể viết được phương trình đặc tính của hệ thống như sau : E b −E ư =I ư ( R b + R ưđ ) ω= E b K ϕ đ m − R b +R ưđ K ϕ đ m . I ư ω=ω 0 ( U đ m ) − M ∣ β ∣ Vì từ thông của động cơ được giữ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lý tưởng thì tùy thuộc vào giá trị điện áp điều khiển U đk của hệ thống, do đó có thể nói phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng là triệt để. Tốc độ lớn nhất của động cơ bị chặn bởi đặc tính cơ cơ bản, là đặc tính ứng với điện áp phần ứng định mức và từ thông định mức. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và momen khởi động. Khi momen tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ là : ω max =ω 0max − M đ m ∣ β ∣ GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 7 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 7 ω min =ω 0min − M đ m ∣ β ∣ Để thỏa mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh phải có momen ngắn mạch là : M nmmin = M cmax = K M . M đm Trong đó: K M là hệ số quá tải về momen. Vì họ đặc tính cơ là các đường thẳng song song nhau, nên theo định nghĩa về độ cứng đặc tính cơ ta có thể viết: ω min = ( M nmmin −M đ m ) ∙ 1 ∣ β ∣ = M đ m ∣ β ∣ ∙ ( K M −1 ) D= ω 0 max − M đ m ∣ β ∣ ( K M −1 ) M đ m ∣ β ∣ = ω 0 max ∣ β ∣ M đ m −1 K M −1 Hình1.7 Xác định phạm vi điều chỉnh . Với một cơ cấu máy cụ thể thì các giá trị ω omax , M đ m , K M là xác định vì vậy phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị của độ cứng β. Khi điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ bằng các thiết bị nguồn điều chỉnh thì điện trở tổng mạch phần ứng gấp khoảng hai lần điện trở phần ứng động cơ. Do đó có thể tính bộ được: ω 0 max ∙ ∣ β ∣ M đ m ≤ 10 Vì thế với tải có đặc tính momen không đổi thì giá trị phạm vi điều chỉnh tốc độ cũng không vượt quá 10. Trong phạm vi phụ tải cho phép có thể coi các đặc tính cơ tĩnh của truyền động một chiều kích từ độc lập là tuyến tính. Khi điều chỉnh điện áp phần ứng thì độ cứng các đặc tính cơ trong toàn dải điều chỉnh là như nhau, do đó độ sụt dốc tương đối sẽ đạt giá trị GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 8 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 8 lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh. Sai số tương đối của tốc độ ở đặc tính cơ thấp nhất là : ω S= ω ¿ min ω min = ∆ ω ω omin S= M đ m ∣ β ∣ .ω omin ≤ S cp Vì các giá trị M đ m , ω omin , S cp là xác định nên có thể tính được giá trị tối thiểu của độ cứng đặc tính cơ sao cho sai số không vượt quá giá trị cho phép. Trong suốt quá trình điều chỉnh điện áp phần ứng thì từ thông kích từ được giữ nguyên do đó momen tải cho phép của hệ sẽ không đổi: M c.cp = K Φ đm .I đm =M đm Phạm vi điều chỉnh tốc độ và momen nằm trong hình chữ nhật bao bởi các đường thẳng ω= ω đm , M= M đm và các trục tọa độ. Tổn hao năng lượng trong mạch chính là tổn hao trong mạch phần ứng nếu bỏ qua các tổn hao không đổi trong hệ. Hiệu suất biến đổi năng lượng của hệ là : η ư = ω ' Μ ∙ R+ω ' Hình 1.8 Phạm vi điều chỉnh tốc độ và mômen Vậy điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng là rất thích hợp trong trường hợp mômen tải là hằng số trong toàn dải điều chỉnh. 1.2.2 Phương pháp điều chỉnh từ thông Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh mômen điện từ của động cơ M = KΦ I ư và sức điện động quay của động cơ E ư = GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 9 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 9 KΦω. Mạch kích từ của động cơ là mạch phi tuyến nên hệ điều chỉnh từ thông cũng là phi tuyến : i k = e k r b +r k +ω k dΦ dt Trong đó : r k : điện trở dây quấn kích thích. r b : điện trở của nguồn điện áp kích thích. ω k : số vòng dây của dây quấn kích thích. Trong chế độ xác lập: i k = e k r b +r k ; = f[ i k ] Khi điều chỉnh từ thông thì điện áp phần ứng được giữ nguyên bằng giá trị định mức, do đó đặc tính cơ thấp nhất trong vùng điều chỉnh từ thông chính là đặc tính có điện áp phần ứng định mức, từ thông định mức và được gọi là đặc tính cơ bản. Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp điện. Khi giảm từ thông để tăng tốc độ quay của động cơ thì đồng thời điều kiện chuyển mạch của cổ góp cũng bị xấu đi, vì vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình thường thì phải giảm dòng điện phần ứng cho phép, kết quả là mômen cho phép trên trục động cơ cũng giảm rất nhanh. Khi giữ nguyên dòng điện phần ứng thì độ cứng đặc tính cơ cũng giảm rất nhanh khi giảm từ thông kích thích: β = (KΦ) 2 R ư Hình 1.9 Đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh từ thông động cơ. GVHD: ThS. Lê Thị Vân Anh 10 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung 10 [...]... Nhung 2.2 Luật điều khiển PID 2.2.1 Giới thiệu PID Bộ điều khiển PID (Proportional Integral Derivative controller) là bộ điều khiển sử dụng kỹ thuât điều khiển theo vòng lặp có hồi tiếp được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động ,nó hiệu chỉnh sai lệch giữa tín hiệu ra và vào sau đó đưa ra một một tín hiệu điều khiển để điều chỉnh quá trình cho phù hợp Bộ điều khiển PID (vi tích phân... tới hạn Thông số bộ điều chỉnh như sau: Bảng 2.2: Bảng chọn thông số PID phương pháp Ziegler-Nichols thứ hai Bộ điều khiển (Thông số) P PI PID Kp KI Td 0.5Kgh 0.45K gh 0.6Kgh ∞ 0 0.93T gh 0.5Tgh 0 0.125Tgh 2.3 Bộ điều khiển PID cho động cơ một chiều Do động cơ DC có hàm truyền dạng quán tính bậc nhất có trễ nên ta sử dụng phương pháp hiệu chỉnh phương pháp Zeigle – Nichols 1 Bộ điều khiển PID có hàm truyền:... kế bộ điều khiển P , PI hoặc PID bằng cách dựa vào đáp ứng quá độ của đối tượng điều khiển Bộ điều khiển PID cần thiết kế có hàm truyền là : K 1 GPID=K p+ I +KDs=KP 1+ +Td s s TI s () Zeigle – Nichols đưa ra 2 phương pháp lựa chọn thông số bộ điều khiển PID tùy đối tượng • Phương pháp Zeigle – Nichols 1 Phương pháp này sử dụng mô hình xấp xỉ quán tính bậc nhất có trễ của đối tượng −T 1 s k.e điều khiển: ... Các bộ điều chỉnh liên tục gồm bộ P, I, PI, PD, PID: - Bộ điều chỉnh tỉ lệ P (Proportional): Bộ điều chỉnh tỉ lệ tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với tín hiệu sai lệch u p(t ) e (t ) Hình 2.4 đồ khối bộ điều chỉnh tỉ lệ Phương trình vi phân: Trong đó Kp u p ( t )= K p e ( t ) (9) gọi là hệ số khuếch đại Hàm truyền trong miền Laplace: - G p ( s) = K p Bộ điều chỉnh tích phân I (Integration): Bộ điều. .. đó Các phép toán số học: Thao tác trên các giá trị có kiểu dữ liệu số Kiểu của kết Phép toán Ý nghĩa Kiểu của đối số - Phép lấy số đối Kiểu số (Integer, quả Như kiểu đối số Phép cộng hai số Single…) Kiểu số (Integer, Như kiểu đối số Phép trừ hai số Single…) Kiểu số (Integer, Như kiểu đối số Phép nhân hai số Single…) Kiểu số (Integer, Như kiểu đối số / Phép chia hai số Single…) Kiểu số (Integer, Single... dụng cho hệ rời rạc, nhưng đồ thường được sử dụng là hiệu chỉnh nối tiếp với bộ điều khiển PID số Ta có đồ điều khiển với bộ PID số: Xuất phát từ mô tả toán học của bộ PID liên tục ở trên ta có: u ( t )= u p ( t ) + u D ( t )+ u I ( t ) u(t)=K p.e(t)+KI.∫e(t)dt+KD de(t) dt Khi chuyển sang mô hình rời rạc của bộ PID số thì u(t) thay bằng p I D uk=uk +uk+uk uk = u(k) (11) 19 GVHD: ThS Lê Thị Vân... dùng trong các hệ thống điều khiển Vì nó tăng chất lượng đáp ứng của hệ thống với các ưu điểm sau: PID là sự kết hợp ưu điểm của hai khâu PD và PI, nó làm giảm thời gian xác lập, tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống, giảm sai số xác lập, giảm độ vọt lố,… Theo loại tín hiệu làm việc mà chia thành ba loại chính là bộ điều chỉnh liên tục, bộ điều chỉnh on-off và bộ điều chỉnh số Bộ điều chỉnh liên tục có thể... Khối điều khiển trung tâm được cấp nguồn 5V từ khối nguồn và kết nối với khối điều khiển công suất để điều khiển tốc độ và đảo chiều động cơ Mạch công suất nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển trung tâm để điều khiển công suất cung cấp cho động cơ và thay đổi chiều quay Khối Encoder đọc tốc độ động cơ và xuất ra các xung đếm, các xung này được sửa thành xung vuông và đưa vào chân ngắt của vi điều. .. phân (bộ PID) Bộ điều chỉnh PID lý tưởng là cấu trúc ghép song song của ba khâu: P, I và D Hình 2.8 đồ khối của bộ điều chỉnh tỉ lệ - vi tích phân Phương trình vi phân của bộ PID lý tưởng: de (t ) 1 e (t ) dt=¿K P e (t )+T d ∙ + ∫ e (t ) dt dt T I de (t ) u (t )=K P e (t )+ K D ∙ +K I ∫ ¿ dt ( ) Hàm truyền đạt trong miền Laplace: ( T1S) GPID( s)=KP 1+T d s+ I Trong thực tế có nhiều đồ điều khiển. .. trên, ta rút ra được hàm truyền của bộ PI, PD, PID số như sau: K T z+1 GPI ( z )=K p+ I 2 z−1 K D z−1 GPD( z)=K p+ T z K I T z + 1 K D z− 1 GPID(z)=K p+ + 2 z−1 T z () () ()() (14) (15) (16) 20 GVHD: ThS Lê Thị Vân Anh 20 SVTH: Nguyễn Duy Nam, Phạm Văn Vương Trần Thị Hồng Nhung Từ đó ta có đồ khối bộ PID số: Hình 2.10 đồ khối bộ PID số 2.2.2 Phương pháp hiệu chỉnh PID bằng thực nghiệm Phương pháp

Ngày đăng: 23/04/2013, 14:48

Hình ảnh liên quan

Hình 1.2 Sơ đồ đặc tính cơ của động cơ điện một chiều. - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 1.2.

Sơ đồ đặc tính cơ của động cơ điện một chiều Xem tại trang 6 của tài liệu.
Hình1.7 Xác định phạm vi điều chỉnh. - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 1.7.

Xác định phạm vi điều chỉnh Xem tại trang 8 của tài liệu.
Hình 1.9 Đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh từ thông động cơ. - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 1.9.

Đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh từ thông động cơ Xem tại trang 10 của tài liệu.
Hình 1.11 Điều chỉnh độ rộng xung PWM - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 1.11.

Điều chỉnh độ rộng xung PWM Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 2.1 Mô hình hệ thống động cơ điện DC Từ sơ đồ cấu trúc trên ta tìm được hàm truyền đạt : - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 2.1.

Mô hình hệ thống động cơ điện DC Từ sơ đồ cấu trúc trên ta tìm được hàm truyền đạt : Xem tại trang 14 của tài liệu.
Hình 2.6 Sơ đồ khối của bộ điều chỉnh tỉ lệ - tích phân Phương trình vi phân:u(t)=Kp.e(t)+KI.∫e(t)dt=Kp (e(t)+1 - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 2.6.

Sơ đồ khối của bộ điều chỉnh tỉ lệ - tích phân Phương trình vi phân:u(t)=Kp.e(t)+KI.∫e(t)dt=Kp (e(t)+1 Xem tại trang 18 của tài liệu.
Khi chuyển sang mô hình rời rạc của bộ PID số thì u(t) thay bằng uk= u(k). - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

hi.

chuyển sang mô hình rời rạc của bộ PID số thì u(t) thay bằng uk= u(k) Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hình 2.8 Sơ đồ khối của bộ điều chỉnh tỉ lệ - vi tích phân Phương trình vi phân của bộ PID lý tưởng: - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 2.8.

Sơ đồ khối của bộ điều chỉnh tỉ lệ - vi tích phân Phương trình vi phân của bộ PID lý tưởng: Xem tại trang 19 của tài liệu.
Thứ ba là tính tích phân hình thang: u kI - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

h.

ứ ba là tính tích phân hình thang: u kI Xem tại trang 20 của tài liệu.
Phương pháp này sử dụng mô hình xấp xỉ quán tính bậc nhất có trễ của đối tượng điều khiển: WĐT(s)=k.e−T1s - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

h.

ương pháp này sử dụng mô hình xấp xỉ quán tính bậc nhất có trễ của đối tượng điều khiển: WĐT(s)=k.e−T1s Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 2.10. Xác định hệ số khuếch đại tới hạn - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 2.10..

Xác định hệ số khuếch đại tới hạn Xem tại trang 24 của tài liệu.
Hệ thống có sơ đồ như hình vẽ: - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

th.

ống có sơ đồ như hình vẽ: Xem tại trang 25 của tài liệu.
Cuộn xuống một màn hình CTRL+PAGE DOWN - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

u.

ộn xuống một màn hình CTRL+PAGE DOWN Xem tại trang 26 của tài liệu.
Cuộn lên một màn hình CTRL+PAGE UP - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

u.

ộn lên một màn hình CTRL+PAGE UP Xem tại trang 26 của tài liệu.
Hình3.1: Cửa sổ Options - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 3.1.

Cửa sổ Options Xem tại trang 27 của tài liệu.
3.2.2 Các kiểu dữ liệu cơ sở trong Visual Basic - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

3.2.2.

Các kiểu dữ liệu cơ sở trong Visual Basic Xem tại trang 28 của tài liệu.
Hình 3.2 Cửa sổ Code với khả năng gợi nhớ Code - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 3.2.

Cửa sổ Code với khả năng gợi nhớ Code Xem tại trang 28 của tài liệu.
Khai báo ngầm: Đây là hình thức không cần phải khai báo một biến trước khi sử dụng. Cách dùng này có vẻ thuận tiện nhưng sẽ gây một số sai sót, chẳng hạn khi ta  đánh nhầm tên biến, VB sẽ hiểu đó là một biến mới dẫn đến kết quả chương trình sai mà  rất kh - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

hai.

báo ngầm: Đây là hình thức không cần phải khai báo một biến trước khi sử dụng. Cách dùng này có vẻ thuận tiện nhưng sẽ gây một số sai sót, chẳng hạn khi ta đánh nhầm tên biến, VB sẽ hiểu đó là một biến mới dẫn đến kết quả chương trình sai mà rất kh Xem tại trang 30 của tài liệu.
Hình 4.2: Sơ đồ khối điều khiển trung tâm - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.2.

Sơ đồ khối điều khiển trung tâm Xem tại trang 37 của tài liệu.
Hình 4.3 Hình ảnh thực tế của Atmega16 - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.3.

Hình ảnh thực tế của Atmega16 Xem tại trang 39 của tài liệu.
Hình 4.4 Sơ đồ chân của Atmega16 - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.4.

Sơ đồ chân của Atmega16 Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 4.5 Sơ đồ cấu trúc của AVR ATmega16 - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.5.

Sơ đồ cấu trúc của AVR ATmega16 Xem tại trang 41 của tài liệu.
Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5V - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.6.

Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5V Xem tại trang 43 của tài liệu.
Hình 4. 8: Hình ảnh thực tế LCD - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4..

8: Hình ảnh thực tế LCD Xem tại trang 45 của tài liệu.
Hình 4.7 Cấu tạo cổng COM - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.7.

Cấu tạo cổng COM Xem tại trang 46 của tài liệu.
Hình 4.11 Cấu trúc mạch chuyển đổi tín hiệu - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.11.

Cấu trúc mạch chuyển đổi tín hiệu Xem tại trang 47 của tài liệu.
Hình 4.1 3: Khối truyền thông USB-RS232 - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.1.

3: Khối truyền thông USB-RS232 Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 4.14 Xử lý tín hiệu encoder - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

Hình 4.14.

Xử lý tín hiệu encoder Xem tại trang 49 của tài liệu.
Do cách thức hoạt động, có thể hình dùng MOSFET kênh N tương đương một BJT loại npn và MOSFET kênh P tương đương BJT loại pnp. - Bộ điều khiển số PID điều khiển DC motor

o.

cách thức hoạt động, có thể hình dùng MOSFET kênh N tương đương một BJT loại npn và MOSFET kênh P tương đương BJT loại pnp Xem tại trang 51 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan