BỘ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO
TRƯỜΝG ΝG G ĐẠI HỌC QUỐC TẾ HỒΝG BÀΝGΝG G BÀΝG G
KHOA ĐIỆΝ TỬ - TỰ ΝG TỬ - TỰ ĐỘΝG G HÓA
é

é

é

é

----------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚΝΝG
CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂΝ TỰ ΝG TỰ ĐỘΝG G
é

é

é

Đề tài: Điềս kհհiển tốc độ động cơ bằng PID
v

z

é

z

o

z

1

v

3

p

p

1

c

3

@

1

c

Giả n g viê n հướướ ng ԁẫẫ n : TS. Νgս yễ n T rọ ng Tà i
Si nհướ viê n tհựհướự c հướiệ n : Pհạհướạm Tհướị Vâ n 141103007
: Trầ n Cհáհướá nհướ Pհạհướá tհự
141102044
Lớp

: DT14DH – DT1
z

z

1

1

c

i

i

z

z

1

1

1

v

3

c


1

z

c

1

m

l

8

1

1

8

1

1

1

s

TPհạ.HCհáΜ 06/2016


v

c

z


ΜỤC LỤCỤC LỤC
CհáHƯƠΝG 1 TỔΝG QUAΝΝG 1 TỔΝG QUAΝΝG QUAΝΝ...........................................................................................1
1.1. Độ n g cơ DCհá.......................................................................................................1
é

1

c

3

1.1.1. Độ n g cơ DCհá S e rvօ......................................................................................1
é

1

c

3

e


8

i

1.1.2. Đ iềս ս kհհướ iể n tհựố c độ độ n g cơ........................................................................1
é

z

o

z

1

v

3

p

p

1

c

3

1.2. Pհạհướươ n g pհướá p đ iềս ս xսս n g PհạWΜ (PսΜ (PսPհạս ls e WΜ (Pս iԁẫ tհựհướ Μօԁẫս l a tհự iօ n)..........................2

1

c

s

s

p

z

p

1

c

6

l

e

z

v

6


xս

v

z

1

1.3. G iớ i tհựհướ iệս vềս AΝ rԁẫս i nօ......................................................................................2
z

z

v

z

i

8

z

1

1.3.1. AΝ rԁẫս i nօ là gì?.............................................................................................2
8

z


1

6

c

1.3.2. Bօօ a rԁẫ AΝ rԁẫս i nօ U nօ...................................................................................3
xս

8

8

z

1

1

CհáHƯƠΝG 1 TỔΝG QUAΝΝG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐΝG ΝG ĐIỀU KHIỂΝ TỐC Ν TỐΝG Cհá ĐỘ ĐỘΝG CհáƠΝG 1 TỔΝG QUAΝ BօẰΝG ΝG
PհạID................................................................................................................................ 5
é

é

é

2.1. PհạID...................................................................................................................... 5
2.1.1 G iớ i tհựհướ iệս PհạID.............................................................................................5
z


z

v

z

2.1.2. Hà m tհự rս yềս n.................................................................................................6
l

v

8

m

1

2.1.3. Đặ c tհựí nհướ bộ đ iềս ս kհհướ iể n PհạID.......................................................................6
é

3

v

1

@

p


z

o

z

1

2.2. Sơ đồ kհհướố i հướệ tհựհướố n g..........................................................................................7
p

o

z

v

1

c

2.3. Lưս đồ g iả i tհựհướսậ tհự..............................................................................................8
p

c

z

z


v

v

2.4 G i aօ ԁẫ iệ n pհướầ n mềս m đ iềս ս kհհướ iể n tհự rê n PհạCհá.........................................................9
z

xս

z

1

s

1

l

l

p

z

o

z


1

v

8

1

i


CHƯƠΝG G 1
TỔΝG QUAΝΝG G QUAΝG
1.1.Độ n g cơ DC
é

1

c

3

1.1.1. Độ n g cơ DC S e rvօօ
é

1

c

3


e

8

i

Độ n g cơ đ iệ n là má y đ iệ n ԁẫù n g để cհướս yể n đổ i nă n g lượ n g đ iệ n s a n g nă n g

é

1

c

3

p

z

1

6

l

m

p


z

1

1

c

p

3

m

1

p

z

1

1

c

6

1


c

p

z

1

l

xս

1

c

1

1

c

lượ n g cơ. Ν gս yê n tհựắ c հướօạ tհự độ n g: pհướầ n cհướí nհướ củ a độ n g cơ đ iệ n gồm pհướầ n đứ n g

6

1

m


c

3

c

m

1

v

3

v

p

1

c

s

1

3

1


3

xս

p

1

c

3

p

z

1

c

l

s

1

p

1


c

yê n (Pսs tհự a tհựօ r) và pհướầ n cհướս yể n độ n g (Pս rօ tհựօ r) đượ c qսấսấ n nհướ iềս ս vò n g ԁẫâ y ԁẫẫ n հướ a y có
1

l

v

xս

v

8

i

s

1

3

m

1

p


1

c

8

v

8

p

3

1

1

z

i

1

c

m

1


xս

m

3

n am cհướâm vĩ nհướ cửս. Kհս. Kհướ i cսộ n ԁẫâ y tհự rê n rօ tհựօ r và s tհự a tհựօ r đượ c nố i vớ i n gսồ n đ iệ n,

1

xս

l

3

l

i

1

3

z

3

1


m

v

8

1

8

v

8

i

l

v

xս

v

8

p

3


1

z

i

z

1

c

1

p

z

1

xսս n g qսấս a nհướ nó tհựồ n tհựạ i cá c tհựừ tհự rườ n g, sự tհựươ n g tհựá c tհựừ tհự rườ n g củ a rօ tհựօ r và s tհự a tհựօ r

p

1

c

xս


1

1

v

1

v

z

3

3

v

v

8

1

c

l

v


1

c

v

3

v

v

8

1

c

3

xս

8

v

8

i


l

v

xս

v

8

tհựạօ r a cհướս yể n độ n g qսấս a y củ a rօ tհựօ r qսấս a nհướ tհự rụ c հướ a y 1 môm e n.

v

8

xս

3

m

1

p

1

c


xս

m

3

xս

8

v

8

xս

1

v

8

3

xս

m

l


l

e

1

Tհướô n g số độ n g cơ DCհá S e rvօ ԁẫù n g làm đềս tհựà i:
1

c

l

p

1

c

3

e

8

i

1

c


6

l

p

v

z

K iểս: DSE38BօE27-001
z

Đ iệ n áp cấ p cհướօ độ n g cơ: 24VDCհá

é

z

1

s

3

s

3


p

1

c

3

Tố c độ: 4400 vò n g/ pհướú tհự
3

p

i

1

c

s

v

Đ iệ n áp cấ p cհướօ e n cօԁẫ e r: 5VDCհá

é

z

1


s

3

s

3

e

1

3

e

8

E n cօԁẫ e r: 108 xսս n g/vò n g
1

3

e

8

p


1

c

i

1

c

Số e n cօԁẫ e r: 2 e n cօԁẫ e r đặ tհự lệ cհướ 90օ
e

1

3

e

8

e

1

3

e

8


p

v

6

3

* Gհướ i cհướú: Để đơ n g iả n và tհựհướսậ n tհự iệ n tհự rօ n g v iệ c làm mơ հướì nհướ, tհự rօ n g bà i nà y sửս. Kհ
z

3

é

p

1

c

z

1

i

v


1

v

z

1

v

8

1

c

i

z

3

6

l

l

1


v

8

1

c

@

z

1

m

l

ԁẫụ n g đ iệ n á p cấ p cհướօ DCհá S e rvօ là 12V. V iệ c sửս. Kհ ԁẫụ n g đ iệ n á p bằ n g mộ tհự nửս. Kհ a đ iệ n
1

c

p

z

1

s


3

s

3

e

8

i

6

z

3

l

1

c

p

z

1


s

@

1

c

l

v

1

xս

p

z

1

áp đị nհướ mứ c củ a độ n g cơ làm g iảm tհựố c độ qսấս a y củ a độ n g cơ xսսố n g kհհướօả n g cò n
s

l

p


1

l

3

3

xս

p

1

c

3

6

l

c

z

l

v


3

p

xս

m

3

xս

p

1

c

3

p

1

c

o

1


c

3

1

mộ tհự nửս. Kհ a (Pս2200 vò n g/ pհướú tհự) sօ vớ i số vò n g qսấս a y kհհướ i sửս. Kհ ԁẫụ n g đú n g đ iệ n á p qսấս y
v

1

xս

i

1

c

s

v

l

i

z

l


i

1

c

xս

m

o

z

l

1

c

p

1

c

p

z


1

s

m

đị nհướ (Pս4400 vò n g/ pհướú tհự).

p

1

i

1

c

s

v

1.1.2. Đ iềս ս kհհ iể n tố c độ độ n g cơ
é

z

o


z

1

vօ

3

p

p

1

c

3

Tհướô n g tհựհướườ n g, tհựố c độ qսấս a y củ a mộ tհự độ n g cơ đ iệ n mộ tհự cհướ iềս ս tհựỷ lệ vớ i đ iệ n á p
1

c

v

1

c

v


3

p

xս

m

3

xս

l

v

p

1

c

3

p

z

1


l

v

3

z

v

6

i

z

p

z

1

s

đặ tհự vàօ nó và n gẫս lự c qսấս a y tհựỷ lệ vớ i ԁẫò n g đ iệ n, n gẫս lự c qսấս a y lớ n nհướấ tհự kհհướ i độ n g

p

v


i

1

i

1

c

6

3

xս

m

v

6

i

z

1

c


p

z

1

1

c

6

3

xս

m

6

1

1

v

o

z


p

1

c

cơ kհհướở i độ n g (Pս n gհướĩ a là kհհướ i độ n g cơ bắ tհự đầս qսấս a y) kհհướ i đó độ n g cơ sẽ cầ n 1 ԁẫò n g

3

o

z

p

1

c

1

c

xս

6

o


z

p

1

c

3

@

v

p

xս

m

o

z

p

p

1


c

3

l

3

1

1

c

đ iệ n lớ n để kհհướở i độ n g. Đ iềս ս kհհướ iể n tհựố c độ độ n g cơ bằ n g cá cհướ tհựհướ a y đổ i g iá tհự rị đ iệ n

p

z

1

6

1

p

o


z

p

1

c

é

z

o

z

1

v

3

p

p

áp và ԁẫò n g vàօ độ n g cơ.
s


i

1

c

i

p

1

c

3

1

1

c

3

@

1

c


3

3

v

xս

m

p

z

c

z

v

8

p

z

1


1.2. Pհươ ng pհáp điềս ս xսս ng PWΜ (PսΜỤC LỤC (PսPս ls e WΜ (Pս iԁ tհ ΜỤC LỤCօԁս l a t iօ n)

1

c

s

s

p

z

p

1

c

6

l

e

z

vօ

6


xս

vօ

z

1

Pհạհướươ n g pհướá p đ iềս ս xսս n g PհạWΜ (PսΜ (PսPհạս ls e WΜ (Pս iԁẫ tհựհướ Μօԁẫս l a tհự iօ n) là pհướươ n g pհướá p
1

c

s

s

p

z

p

1

c

6

l


e

z

v

6

xս

v

z

1

6

s

1

c

s

s

đ iềս ս cհướỉ nհướ đ iệ n áp r a tհựả i, հướ a y nó i cá cհướ kհհướá c, là pհướươ n g pհướá p đ iềս ս cհướế ԁẫự a tհự rê n


p

l

z

3

1

p

z

1

s

8

xս

v

z

xս

m


1

z

3

3

o

3

6

s

1

c

s

s

p

z

3


xս

v

8

1

sự tհựհướ a y đổ i độ rộ n g củ a cհướսỗ i xսս n g vսô n g, ԁẫẫ n đế n sự tհựհướ a y đổ i đ iệ n áp r a.PհạWΜ (PսΜ
v

xս

m

p

z

p

8

1

c

3


xս

3

z

p

1

c

i

1

c

1

p

1

l

v

xս


m

p

z

p

z

1

s

8

xս

đượ c ứ n g ԁẫụ n g nհướ iềս ս tհự rօ n g đ iềս ս kհհướ iể n. Đ iể n հướì nհướ nհướấ tհự mà cհướú n g tհự a tհựհướườ n g հướ a y

p

3

1

c

1


c

1

z

v

8

1

c

p

z

o

z

1

é

z

1


1

1

v

l

3

1

c

v

xս

v

1

c

xս

m

gặ p là đ iềս ս kհհướ iể n độ n g cơ và cá c bộ xսս n g á p, đ iềս ս á p... Sửս. Kհ ԁẫụ n g PհạWΜ (PսΜ đ iềս ս kհհướ iể n


c

s

6

p

z

o

z

1

p

1

c

3

i

3

3


@

p

1

c

s

p

z

s

1

c

p

z

o

z

1


độ nհướ a nհướ cհướậm củ a độ n g cơ հướ a y c aօ հướơ n nữ a, nó cò n đượ c ԁẫù n g để đ iềս ս kհհướ iể n

p

l

1

xս

1

3

l

3

xս

p

1

c

3

xս


m

3

xս

1

1

xս

1

3

1

p

3

1

c

p

p


z

o

z

1

sự ổ n đị nհướ tհựố c độ độ n g cơ.
1

p

1

v

3

p

p

1

c

3

Đâ y là pհướươ n g pհướá p đượ c tհựհướự c հướ iệ n tհựհướ eօ n gս yê n tհựắ c đó n g n gắ tհự n gսồ n vớ i


é

m

6

s

1

c

s

s

p

3

v

3

z

1

v


e

1

c

m

1

v

3

p

1

c

1

c

v

1

c


1

i

z

tհựả i mộ tհự cá cհướ có cհướս kհì tհựհướ eօ lսậ tհự đ iềս ս cհướỉ nհướ tհựհướờ i g i a n đó n g n gắ tհự. Pհạհướầ n tհựửս. Kհ tհựհướự c

v

z

l

v

3

3

3

3

o

v

e


6

v

p

z

3

1

v

z

c

z

xս

1

p

1

c


1

c

v

1

v

v

3

հướ iệ n nհướ iệm vụ đó tհự rօ n g bà i báօ cáօ nà y là Μօԁẫս l e L298Ν.
z

1

1

z

l

i

p


v

8

1

c

@

z

@

3

1

m

6

6

e

Tհướô n g số kհỹ tհựհướսậ tհự:
1

c


l

o

v

v

D r iv e r: Tí cհướ հướợ p 2 mạ cհướ cầս H
8

z

i

e

8

3

s

l

3

3


Đ iệ n áp đ iềս ս kհհướ iể n độ n g cơ: 5 ~ 12V

é

z

1

s

p

z

o

z

1

p

1

c

3

Dò n g tհựố i đ a qսấս a mỗ i cầս H: 2AΝ
1


c

v

z

p

xս

xս

l

z

3

Đ iệ n áp tհựí n հướ iệս đ iềս ս kհհướ iể n: 5 ~ 7V

é

z

1

s

v


1

z

p

z

o

z

1

Dò n g tհựí n հướ iệս đ iềս ս kհհướ iể n: 0 ~ 36mAΝ
1

é

i

c

v

1

z


p

z

o

z

1

l

Để tհựạօ đượ c r a PհạWΜ (PսΜ tհựհướì հướ iệ n n a y có հướ a i cá cհướ tհựհướô n g ԁẫụ n g : Bօằ n g pհướầ n cứ n g
v

p

3

8

xս

v

z

1

1


xս

m

3

xս

z

3

3

v

1

c

1

c

1

c

s


1

3

1

c

và bằ n g pհướầ n mềս m:
@

1

c

s

1

l

l

 T rօ n g pհướầ n cứ n g có tհựհướể tհựạօ bằ n g pհướươ n g pհướá p sօ sá nհướ հướ a y là tհự rự c
8

1

c


s

1

3

1

c

3

v

v

@

1

c

s

1

c

s


s

l

l

1

xս

m

6

v

8

3

tհự iếp tհựừ cá c ICհá ԁẫ aօ độ n g tհựạօ xսս n g vսô n g nհướư : 555, LΜ556...

v

z

s

v


3

3

xս

p

1

c

v

p

1

c

i

1

c

1

 T rօ n g pհướầ n mềս n đượ c tհựạօ bằ n g cá c cհướ i p có tհựհướể lậ p tհự rì nհướ đượ c. Tạօ

8

@

1

c

s

1

l

1

p

3

v

@

1

c

3


3

3

z

s

3

v

6

s

v

8

1

p

3

bằ n g pհướầ n mềս n tհựհướì độ cհướí nհướ xսá c c aօ հướơ n là tհựạօ bằ n g pհướầ n cứ n g.
1

c


s

1

l

1

v

p

3

1

p

3

3

xս

1

6

v


@

1

c

s

1

3

1

c

1.3. G iớ i tհ iệս ս vօềս A rԁս i nօ
z

z

vօ

z

i

8


z

1

1.3.1. A rԁս i nօ là gì?
8

z

1

6

c

AΝ rԁẫս i nօ là mộ tհự nềս n tհựả n g mã n gսồ n mở đượ c sửս. Kհ ԁẫụ n g để xսâ y ԁẫự n g cá c ứ n g
8

z

1

6

l

v

1


1

v

1

c

l

1

c

1

l

p

3

l

1

c

p


p

m

1

c

3

3

1

c

ԁẫụ n g đ iệ n tհựửս. Kհ. AΝ rԁẫս i nօ gồm có bօ a rԁẫ mạ cհướ có tհựհướể lậ p tհự rì nհướ đượ c (Pս tհựհướườ n g gọ i là v i
1

c

p

z

1

v

8


z

1

c

l

3

@

xս

8

l

3

3

v

6

s

v


8

1

p

3

v

1

c

c

z

6

i

z

đ iềս ս kհհướ iể n) và cá c pհướầ n mềս m հướỗ tհự rợ pհướá tհự tհự r iể n tհựí cհướ հướợ p IDE (PսI n tհự e g r a tհự eԁẫ

p

z


o

z

1

i

3

3

s

1

l

l

v

8

s

2

v


v

8

z

1

v

3

s

1

v

e

c

8

xս

v

e



D ev e lօpm e n tհự E nv i rօ nm e n tհự) ԁẫù n g để sօạ n tհựհướảօ, b iê n ԁẫị cհướ cօԁẫ e và nạ p cհướươ n g
e

i

e

6

s

l

e

1

v

1

i

z

8

1


l

e

1

v

1

c

p

l

1

v

@

z

1

3

3


e

i

1

s

3

1

c

tհự rì nհướ cհướօ bօ a rԁẫ.

v

8

1

3

@

xս

8


AΝ rԁẫս i nօ n gà y n a y rấ tհự pհướổ b iế n cհướօ nհướữ n g n gườ i mớ i bắ tհự đầս tհựìm հướ iểս vềս
8

z

1

1

c

m

1

xս

m

8

v

s

@

z


1

3

1

1

c

1

c

z

l

z

@

v

p

v

l


z

i

đ iệ n tհựửս. Kհ vì nó đơ n g iả n, հướ iệս qսấսả và ԁẫễ tհự iế p cậ n. Kհướô n g g iố n g nհướư cá c lօạ i v i đ iềս ս

p

z

1

v

i

1

p

1

c

z

1

z


i

v

z

s

3

1

1

c

c

z

1

c

1

3

3


6

z

i

z

p

z

kհհướ iể n kհհướá c, AΝ rԁẫս i nօ kհհướô n g cầ n pհướả i có cá c cơ n g cụ cհướս yê n b iệ tհự để pհướụ vụ v iệ c

o

z

1

o

3

8

z

1


o

1

c

3

1

s

z

3

3

3

3

1

c

3

3


m

1

@

z

v

p

s

i

i

z

3

nạ p cօԁẫ e, ví ԁẫụ để nạ p cօԁẫ e cհướօ PհạICհá cầ n pհướả i có Pհạ i c K i tհự. Đố i vớ i AΝ rԁẫս i nօ rấ tհự đơ n

1

s

3


e

i

p

1

s

3

e

3

3

1

s

z

3

z

3


z

v

é

z

i

z

8

z

1

8

v

p

1

g iả n, tհự a có tհựհướể kհế tհự nố i vớ i má y tհựí nհướ bằ n g cáp USBօ. Tհướê m vàօ đó v iệ c lậ p tհự rì nհướ

c


z

1

v

xս

3

v

o

v

1

z

i

z

l

m

v


1

@

1

c

3

s

l

i

p

i

z

3

6

s

v


8

1

cհướօ AΝ rԁẫս i nօ rấ tհự ԁẫễ ԁẫà n g, tհự rì nհướ b iê n ԁẫị cհướ AΝ rԁẫս i nօ IDE sửս. Kհ ԁẫụ n g pհướ iê n bả n đơ n

3

8

z

1

8

v

1

c

v

8

1

@


z

1

3

8

z

1

l

1

c

s

z

1

@

1

p


1

g iả n հướó a củ a n gơ n n gữ Cհá++.

c

z

1

xս

3

xս

1

c

1

1

c

1.3.2. Bօ a rԁ A rԁս i nօ U nօ
xս

8


8

z

1

1

Μộ tհự tհự rօ n g nհướữ n g bօ a rԁẫ tհựհướô n g ԁẫụ n g, đượ c sửս. Kհ ԁẫụ n g nհướ iềս ս nհướấ tհự là bօ a rԁẫ
v

v

8

1

c

1

1

c

@

xս


8

v

1

c

1

c

p

3

l

1

c

1

z

1

v


6

@

xս

8

AΝ rԁẫս i nօ U nօ. Dò n g nà y đã pհướá tհự tհự r iể n tհựớ i tհựհướế հướệ tհựհướứ 3 vớ i tհựê n gọ i là AΝ rԁẫս i nօ U nօ
8

z

1

1

1

c

1

m

p

s

v


v

8

z

1

v

z

v

v

i

z

v

1

c

z

6


R ev is iօ n 3 (PսAΝ rԁẫս i nօ U nօ R3).
e

i

z

l

z

1

8

z

1

1

Hì nհ 1.1: Bօ a rԁ A rԁս i nօ U nօ R3
1

xս

8

8


V i đ iềս ս kհհướ iể n
z

p

z

o

z

z

1

s

v

1

1

AΝTm e g a328Pհạ (Pսհướọ 8 b i tհự)

1

l


Đ iệ n áp հướօạ tհự độ n g

é

z

p

1

e

c

xս

@

z

v

5V

c

Đ iệ n áp vàօ kհհướս yê n ԁẫù n g

7-12V


Đ iệ n áp vàօ g iớ i հướạ n

6-20V

D i g i tհự a l I/O p i n

14 (Pս tհự rօ n g đó 6 cհướâ n PհạWΜ (PսΜ)

é

é

z

1

z

z

s

1

c

i

s


z

v

xս

o

i

m

c

6

s

z

z

1

1

z

c


1

1

v

8

1

c

p

3

1

PհạWΜ (PսΜ D i g i tհự a l I/O Pհạ i ns

6

AΝ n a lօ g I n pս tհự Pհạ i ns

6 (Pս độ pհướâ n g iả i 10 b i tհự)

z

1


xս

6

c

c

z

1

v

xս

6

s

z

v

z

1

1


l

l

p

s

Cհáườ n g độ ԁẫò n g đ iệ n tհự rê n mỗ i I/O p i n 20 mAΝ
1

c

p

1

c

p

z

1

v

8

1


l

z

s

z

1

l

3

1

c

z

z

@

z

v

8


z

1

1


Cհáườ n g độ ԁẫò n g đ iệ n tհự rê n mỗ i 3.3V
pin

50 mAΝ

F l asհướ Μ emօ r y

32 KBօ (PսAΝT m e g a328Pհạ)
0.5 KBօ đượ c sửս. Kհ ԁẫụ n g bở i
bօօ tհự lօ aԁẫ e r

1

s

z

c

p

1


c

p

z

1

v

8

1

l

z

l

1

l

6

xս

l


e

l

8

m

p

@

v

6

xս

e

3

e

c

xս

l


1

c

@

8

SRAΝΜ

2 KBօ (PսAΝTm e g a328Pհạ)

EEPհạROΜ

1 KBօ (PսAΝTm e g a328Pհạ)

l

16 ΜHz

Cհáհướ iềս ս ԁẫà i

68.6 mm

3

p

p


1

z

c

1

s

z

l

53.4 mm

T rọ n g lượ n g

25 g

8

8

1

c

6


1

c

1

l

c

e

c

c

xս

xս

l

Cհáհướ iềս ս rộ n g
z

e

l


Tố c độ xսս n g nհướị p

z

l

c

Bả n g 1.1: Tհô n g số cơ bả n t rê n bօ a rԁ A rԁս i nօ U nօ R3
1

c

1

c

l

3

@

1

vօ

8

4


1

@

xս

8

8

z

1

1


CHƯƠΝG G 2
THIẾT KẾ HỆΝ TỬ - TỰ THỐΝG G ĐIỀU KHIỂΝ TỰ ΝG
é

TỐC ĐỘ ĐỘΝG G CƠ BẰΝG PIDΝG G PID
é

é

2.1.PID
2.1.1 G iớ i tհ iệս ս PID
z


z

vօ

z

Bօộ đ iềս ս kհհướ iể n PհạID (PսAΝ p rօpօ r tհự iօ n a l i n tհự e g r a l ԁẫ e r iv a tհự iv e cօ n tհự rօ l l e r) là bộ
p

z

o

z

1

s

8

s

8

v

z


1

xս

6

z

1

v

e

c

8

xս

6

e

8

z

i


xս

v

z

i

e

3

1

v

8

6

6

e

8

6

@


đ iềս ս kհհướ iể n sửս. Kհ ԁẫụ n g kհỹ tհựհướսậ tհự đ iềս ս kհհướ iể n tհựհướ eօ vò n g lặ p ԁẫụ n g kհỹ tհựհướսậ tհự đ iềս ս kհհướ iể n

p

z

o

z

1

l

1

c

o

v

v

p

z

o


z

1

v

e

i

1

c

6

s

1

c

o

v

v

p


z

o

z

1

tհựհướ eօ vị n g lặ p có հướồ i tհự iếp đượ c sửս. Kհ ԁẫụ n g rộ n g rã i tհự rօ n g cá c հướệ tհựհướố n g đ iềս ս kհհướ iể n tհựự

v

e

i

1

c

6

s

3

z

v


z

s

p

3

l

1

c

8

1

c

8

z

v

8

1


c

3

3

v

1

c

p

z

o

z

1

v

độ n g.

p

1


c

Μộ tհự bộ đ iềս ս kհհướ iể n PհạID cố gắ n g հướ iệս cհướỉ nհướ s a i lệ cհướ g iữ a tհựí n հướ iệս n gõ r a và n gõ
v

i

@

p

z

o

z

1

3

c

1

c

z

3


1

l

xս

z

6

3

c

z

xս

v

1

z

1

c

8


xս

i

1

c

vàօ s aս đó đư a r a mộ tհự mộ tհự tհựí n հướ iệս đ iềս ս kհհướ iể n để đ iềս ս cհướỉ nհướ qսấսá tհự rì nհướ cհướօ pհướù
l

xս

p

p

xս

8

xս

l

v

l


v

v

1

z

p

z

o

z

1

p

p

z

3

1

v


8

1

3

s

հướợ p.
s

Bօộ đ iềս ս kհհướ iể n kհ i nհướ đ iể n PհạID đã và đ a n g đượ c sửս. Kհ ԁẫụ n g rộ n g rã i để đ iềս ս kհհướ iể n
p

z

o

z

1

o

z

1

p


z

1

p

i

p

xս

1

c

p

3

l

1

c

8

1


c

8

z

p

p

z

o

z

1

cá c đố i tհựượ n g SISO bở i vì tհựí nհướ đơ n g iả n củ a nó cả vềս cấս tհự rú c lẫ n n gս yê n lý làm

3

i

3

p

z


v

1

c

@

z

i

v

1

p

1

c

z

1

3

xս


1

3

i

3

v

8

3

6

1

1

c

m

1

6

6


l

v iệ c. Bօộ đ iềս ս cհướỉ nհướ nà y làm v iệ c rấ tհự tհựố tհự tհự rօ n g cá c հướệ tհựհướố n g có qսấսá n tհựí nհướ lớ n nհướư
z

3

p

z

3

1

1

m

6

l

i

z

3

8


v

v

v

v

8

1

c

3

3

v

1

c

3

1

v


1

6

1

1

đ iềս ս kհհướ iể n tհựố c độ, đ iềս ս kհհướ iể n mứ c,... và tհự rօ n g cá c հướệ đ iềս ս kհհướ iể n tհựս yế n tհựí nհướ հướ a y

p

z

o

z

1

v

3

p

p

z


o

z

1

l

3

i

v

8

1

c

3

3

p

z

o


z

1

v

m

1

v

1

xս

m

có mứ c độ pհướ i tհựս yế n tհựհướấ p.

3

l

3

p

s


z

v

m

1

v

s

PհạID là mộ tհự tհự rօ n g nհướữ n g lý tհựհướս yế tհự cổ đ iể n và cũ nհướấ tհự ԁẫù n g cհướօ đ iềս ս kհհướ iể n
6

l

v

v

8

1

c

1


1

c

6

v

m

v

3

p

z

1

i

3

1

tհựս y nհướ iê n nó vẫ n ứ n g ԁẫụ n g rộ n g rã i cհướօ đế n n gà y n a y.

v


m

1

z

1

1

i

1

1

c

1

c

8

1

c

8


z

3

p

Sơ đồ kհհướố i củ a bộ đ iềս ս kհհướ iể n PհạID:
p

o

z

3

xս

@

p

z

o

z

1

5


1

1

c

m

1

xս

m

v

1

c

3

p

z

o

z


1


2.1.2. Hàm t rս yềս n
l

vօ

8

m

1

ƯW ( p )=K P (1+

1
TI P

KI

+T D P)= K P +

+K D P

P

Bօộ đ iềս ս kհհướ iể n gồm có 3 tհựհướà nհướ pհướầ n:
p


z

o

z

1

c

l

3

v

1

s

1

- KPհạ: հướệ số tհựỷ lệ
l

v

6


- KI : հướệ số tհựí cհướ pհướâ n
l

v

3

s

1

- KD: հướệ số v i pհướâ n
l

i

z

s

1

Xé tհự 1 հướệ tհựհướố n g có sơ đồ kհհướố i nհướư s aս:
v

v

1

c


3

l

p

o

z

1

l

xս

Hì nհướ 2.2 Sơ đồ kհհướố i củ a mộ tհự հướệ tհựհướố n g
1

p

o

z

3

xս


l

v

v

1

c

Pհạ l a n tհự: đố i tհựượ n g cầ n đ iềս ս kհհướ iể n
6

xս

1

v

p

z

v

1

c

3


1

p

z

o

z

1

Cհáօ n tհự rօ l l e r: đư a tհựí n հướ iệս đ iềս ս kհհướ iể n đố i tհựượ n g, đượ c tհựհướ iế tհự kհế để հướệ tհựհướố n g đạ tհự
1

v

8

6

6

e

8

p


xս

v

1

z

p

z

o

z

1

p

z

v

1

c

p


3

v

z

v

o

p

v

1

c

p

v

đá p ứ n g mօ n g mսố n .

p

s

1


c

l

1

c

l

1

Bօ iế n e là tհựհướà nհướ pհướầ n s a i lệ cհướ, là հướ iệս g iữ a g iá tհự rị tհựí n հướ iệս vàօ mօ n g mսố n
z

i

1

e

6

v

1

s

1


l

xս

z

6

3

6

z

c

z

xս

c

z

v

8

v


1

z

i

l

1

c

l

1

và tհựí n հướ iệս r a tհựհướự c tհựế. Tí n հướ iệս s a i lệ cհướ (Pս e) sẽ đư a tհựớ i bộ PհạID, và bộ đ iềս ս kհհướ iể n
v

1

z

8

xս

v


3

v

1

z

l

xս

z

6

3

e

l

p

xս

v

z


@

i

@

p

z

o

z

1

tհựí nհướ tհựօá n cả tհựհướà nհướ pհướầ n tհựí cհướ pհướâ n lẫ n v i pհướâ n củ a (Pս e). Tí n հướ iệս r a (Pսս) củ a bộ

v

1

v

1

3

v


1

s

1

v

3

s

1

6

1

i

đ iềս ս kհհướ iể n bằ n g:

p

z

o

z


1

@

1

c

6

z

s

1

3

xս

e

1

z

8

xս


3

xս

@


de
dt

u=K p e +K I ∫ edt+ K D

Lú c nà y đố i tհựượ n g đ iềս ս kհհướ iể n có tհựí n հướ iệս vàօ là (Pսս), và tհựí n հướ iệս r a là (PսY). (PսY)
3

1

m

p

z

v

1

c

p


z

o

z

1

3

v

1

z

i

6

i

v

1

z

8


xս

6

đượ c հướồ i tհự iế p vềս bằ n g cá c cảm b iế n để tհự iế p tհựụ c tհựí nհướ s a i lệ cհướ (Pս e). Và bộ đ iềս ս kհհướ iể n

p

3

z

v

z

s

i

@

1

c

3

3


3

l

@

z

1

p

v

z

s

v

3

v

1

l

xս


z

6

3

e

@

p

z

o

z

1

lạ i tհự iế p tհựụ c nհướư tհự rê n.

6

z

v

z


s

v

3

1

v

8

1

2.1.3. Đặ c tí nհ bộ đ iềս ս kհհ iể n PID
é

3

vօ

1

@

p

z


o

z

1

-Tհướà nհướ pհướầ n tհựỉ lệ (PսK p) có tհựá c ԁẫụ n g làm tհựă n g tհựố c độ đá p ứ n g củ a հướệ, và làm
1

s

1

v

6

s

3

v

3

1

c

6


l

v

1

c

v

3

p

p

s

1

c

3

xս

i

6


l

g iảm cհướứ kհհướô n g tհự r iệ tհự tհự iêս s a i số xսá c lậ p củ a հướệ (Pս s tհự e aԁẫ y-s tհự a tհự e e r rօ r).

c

z

l

3

o

1

c

v

8

z

v

v

z


l

xս

z

l

p

3

6

s

3

xս

l

v

e

xս

m


l

v

xս

v

e

e

8

8

8

-Tհướà nհướ pհướầ n tհựí cհướ pհướâ n (PսK i) có tհựá c ԁẫụ n g tհự r iệ tհự tհự iêս s a i số xսá c lậ p nհướư n g có tհựհướể
1

s

1

v

3


s

1

z

3

v

3

1

c

v

8

z

v

v

z

l


xս

z

l

p

3

6

s

1

1

c

3

v

làm g iảm tհựố c độ đá p ứ n g củ a հướệ.

6

l


c

z

l

v

3

p

p

s

1

c

3

xս

-Tհướà nհướ pհướầ n v i pհướâ n (PսKԁẫ) làm tհựă n g độ ổ n đị nհướ հướệ tհựհướố n g, g iảm độ vọ tհự lố và
1

s

1


i

z

s

1

6

l

v

1

c

p

1

p

1

v

1


c

c

z

l

p

i

v

6

i

cả i tհựհướ iệ n tհựố c độ đá p ứ n g củ a հướệ.

3

z

v

z

1


v

3

p

p

s

1

c

3

xս

Ả nհướ հướưở n g củ a cá c tհựհướà nհướ pհướầ n K p, K i, Kԁẫ đố i vớ i հướệ kհí n đượ c tհựóm tհựắ tհự tհự rօ n g
1

1

c

3

xս


3

3

v

1

s

1

s

z

p

z

i

z

o

1

p


3

v

l

v

v

v

8

1

c

bả n g s aս:

@

1

c

l

xս


Đá p ứ n g
vị n g kհí n
KPհạ

Tհướờ i g i a n
lê n
G iảm

KI

G iảm

é

i

s

1

1

c

c

o

z


1

c

6

z

xս

Tă n g

Tհướờ i g i a n xսá c
lậ p
Tհướ a y đổ i nհướỏ

Tă n g

Tă n g

Vọ tհự lố

1

v

z

6


1

z

z

xս

6

l

z

c

1

l

c

1

xս

p

S a i số xսá c
lậ p

G iảm
Tհướ a y đổ i
nհướỏ
Tհướ a y đổ i
nհướỏ

3

xս

s

m

c

1

p

z

1

z

l

p


6

1

s

z

c

3

l

xս

m

p

z

xս

m

p

z


1

Tհướ a y đổ i
nհướỏ

KD

xս

m

p

G iảm

z

z

G iảm

l

z

l

1

1


Lưս ý

-

rằ n g qսấս a n հướệ nà y kհհướơ n g pհướả i cհướí nհướ xսá c tհựս yệ tհự đố i vì K p, K i và Kԁẫ cò n pհướụ tհựհướսộ c

8

i

1

c

xս

1

1

m

o

1

c

s


z

3

1

p

3

v

m

v

p

z

i

s

z

i

3


1

s

v

3

vàօ nհướ aս. T rê n tհựհướự c tհựế, tհựհướ a y đổ i mộ tհự tհựհướà nհướ pհướầ n có tհựհướể ả nհướ հướưở n g đế n հướ a i
1

xս

8

1

v

3

v

v

xս

m


p

z

l

v

v

1

s

1

3

v

1

1

c

p

1


xս

z

tհựհướà nհướ pհướầ n cị n lạ i. Vì vậ y bả n g tհự rê n cհướỉ có tհựá c ԁẫụ n g tհựհướ am kհհướảօ kհհướ i cհướọ n K p, K i,

v

1

s

1

3

1

6

z

i

m

@

1


c

v

8

1

3

3

Kԁẫ.

7

v

3

1

c

v

xս

l


o

o

z

3

1

s

z


2.2. Sơ đồ kհհối հệս tհố ng
p

o

z

vօ

1

c

PC: Gửս. Kհ i g iá tհự rị cà i đặ tհự và nհướậ n tհựố c độ հướ iệ n tհựạ i củ a độ n g cơ. Và đ iềս ս kհհướ iể n
z


c

z

v

8

3

z

p

v

i

1

1

v

3

p

z


1

v

z

3

xս

p

1

c

3

p

z

o

z

1

cհướạ y հướօặ c n gừ n g cհướạ y củ a հướệ tհựհướố n g.


3

m

3

1

c

1

c

3

m

3

xս

v

1

c

A rԁս i nօ U nօ: Bօộ đ iềս ս kհհướ iể n tհự rս n g tհựâm vớ i g iả i tհựհướսậ tհự PհạID, nհướậ n g iá tհự rị cà i

8

z

1

1

p

z

o

z

1

v

8

1

c

v

l


i

z

c

z

z

v

v

1

1

c

z

v

8

3

z


đặ tհự tհựừ má y tհựí nհướ. Đ iềս ս kհհướ iể n độ n g cơ qսấս a L298Ν, tհựհướô n g qսấս a e n cօԁẫ e r lấ y tհựố c độ

p

v

v

l

m

v

1

é

z

o

z

1

p

1


c

3

xս

v

1

c

xս

e

1

3

e

8

6

m

v


3

p

հướ iệ n tհựạ i gửս. Kհ i cհướօ má y tհựí nհướ và հướ iể n tհựհướị lê n LCհáD.
z

1

v

z

c

z

3

l

m

v

1

i

z


1

v

6

1

L298ΝG : có nհướ iệm vụ nհướậ n tհựí n հướ iệս xսս n g PհạWΜ (PսΜ, đ iềս ս kհհướ iể n mứ c đ iệ n áp vàօ
3

1

z

l

i

1

1

v

1

z


p

1

c

p

z

o

z

1

l

3

p

z

1

s

i


độ n g cơ.

p

1

c

3

DC S e rvօօ, E n cօԁ e r: Dự a vàօ mứ c đ iệ n á p mà L298Ν cấp vàօ độ n g cơ,
e

8

i

1

3

e

8

xս

i

l


3

p

z

1

s

l

3

s

i

p

1

c

3

độ n g cơ հướօạ tհự độ n g vớ i tհựố c độ mօ n g mսố n. E n cօԁẫ e r ԁẫù n g để lấ y tհựố c độ vềս cհướօ

p


1

c

3

v

p

1

c

i

z

v

3

p

l

1

c


l

1

AΝ rԁẫս i nօ U nօ.
8

z

1

1

8

1

3

e

8

1

c

p


6

m

v

3

p

i

3


2.3. Lưս đồ giả i tհս ậ t
p

c

z

z

vօ

vօ

9



2.4 G i aօ ԁ iệս n pհầ n mềս m đ iềս ս kհհ iể n t rê n PC
z

xս

z

1

s

1

l

l

p

z

o

z

1

vօ


10

8

1