Phần I: Yêu cầu thiết kế. 1. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động có: Bộ điều khiển PID có hàm truyền: 1 +Tds) WPID(s)=KP(1+ Với các tham số Kp,Ti,Td chỉnh định được. Đối tượng là khâu trễ và khâu quán tính bậc nhất có hàm truyền: WĐT(s)= Ts + 1 e − Ls Với tham số L,T cho trước: L/T=; T=20. Hệ thống có sơ đồ như hình vẽ: 2. Tính toán các tham số Kp,Ti,Td đảm bảo tính ổn định và chất lượng của hệ thống ( theo Ziegler-Nichols ). 3. Xét tính ổn định của hệ thống. Tìm các. | Thiết kế bộ điều khiển PID Phần I: Yêu cầu thiết kế. 1. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động có: Bộ điều khiển PID có hàm truyền: 1 WPID(s)=KP(1+ +Tds) Với các tham số Kp,Ti,Td chỉnh định được. Đối tượng là khâu trễ và khâu quán tính bậc nhất có hàm truyền: − Ls WĐT(s)= e Ts + 1 Với tham số L,T cho trước: L/T=; T=20. Hệ thống có sơ đồ như hình vẽ: 2. Tính toán các tham số Kp,Ti,Td đảm bảo tính ổn định và chất lượng của hệ thống ( theo Ziegler-Nichols ). 3. Xét tính ổn định của hệ thống. Tìm các điểm cực và điểm không. 4. Khảo sát chất lượng, và chọn các tham số với các quy luật P, PI, PID đảm bảo cho hệ thống có chất lượng tốt nhất ( chỉnh định bằng tay ). 5. Tính tham số tối ưu của bộ điều khiển PID dùng hàm least-squares ( sai số bình phương nhỏ nhất ) với các tham số L và T đã cho. Phần II: Tính toán với MATLAB. 1. Tính toán các tham số Kp, Ti, Td đảm bảo tính ổn định và chất lượng của hệ thống: Từ công thức thực nghiệm của Ziegler-Nichols: Luật điều khiển Kp Ti Td P T/L ∞ 0 PI 10L/3 0 PID 2L Với các tham số: L/T= T=20 Ta có: L=2 T=20 Khi đó ta có các tham số điều khiển như sau: Luật điều khiển Kp Ti Td P 10 ∞ 0 PI 9 0 PID 12 4 1 2. Xét hệ thống với các luật điều khiển P, PI, PID : Từ hàm truyền của đối tượng: − Ls WĐT(s)= e Ts + 1 Khai triển Taylor ta được hàm truyền của khâu trễ gần đúng ( lấy đến bậc 3 ) như sau: >> T=20;L=*T; >> [num,den]=pade(L,3); >> Wtre=tf(num,den) Transfer function: -s^3 + 6 s^2 - 15 s + 15 ------------------------------- s^3 + 6 s^2 + 15 s + 15 >> Wdt=tf(1,[T 1])*Wtre Transfer function: -s^3 + 6 s^2 - 15 s + 15 ------------------------------------------------------ 20 s^4 + 121 s^3 + 306 s^2 + 315 s + 15 Với các luật P, PI, PID ta có các thông số Kp, Ti, Td khác nhau. Ta khảo sát hệ thống với các luật điều khiển khác nhau: a)Luật P: Bộ điều khiển chính là khâu khuyếch đại với hệ
