Báo cáo thực tập hệ thống điều khiển tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.28 MB, 33 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO</b>
<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINHKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ</b>
<b>BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2"><b>Mục lục</b>
<b>Mục lục...1</b>
<b>I. Xây dựng bộ điều khiển vịng hở...2</b>
<i><b>II. Xây dựng bộ điều khiển vịng hở có tín hiệu đọc về tT Encoder...2</b></i>
<b>III. Xây dựng bộ điều khiển hồi tiếp PID...3</b>
<b>IV. Khảo sát bộ điều khiển PID...4</b>
1. Khảo sát đáp ứng ngõ ra của hệ thống với Ki=0, Kd=0, và thay đổi Kp...4
2. Khảo sát đáp ứng ngõ ra của hệ thống với Kp=4, Kd=0 và thay đổi Ki...11
3 Khảo sát đáp ứng ngõ ra của hệ thống với Kp=4, Ki=0.2 và thay đổi Kd...19
<b>V. Thiết kế bộ điều khiển PID...26</b>
<b>VI. Câu hỏi mở:...29</b>
<b>Bài 6: Khảo sát bộ điều khiển PID cho hệ thí nghiệm động cơ DC</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3"><b>I. Xây dựng bộ điều khiển vịng hở</b>
Hình 1: Sơ dồ khối bộ điều khiển vịng hở khơng có hồi tiếp
<i><b>II. Xây dựng bộ điều khiển vịng hở có tín hiệu đọc về tT Encoder</b></i>
2
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4"><b>III. Xây dựng bộ điều khiển hồi tiếp PID</b>
Hình 2: Sơ đồ khối bộ điều khiển vịng kín PID
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5"><b>IV. Khảo sát bộ điều khiển PID</b>
1. Khảo sát đáp ứng ngõ ra của hệ thống với Ki=0, Kd=0, và thay đổi Kp Yêu cầu:
- Vẽ các đáp ứng của ngõ ra động cơ DC ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau. - Vẽ các đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau. - Lập bảng xác định các thông số chất lượng bộ điều khiển ứng với các thông số bộ điều
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">2. Trường hợp Kp=1
Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
3. Trường hợp Kp=1
Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng 6
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">4. Trường hợp Kp=1
Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">5. Trường hợp Kp=5
Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
8
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">6. Trường hợp Kp=10
Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">2. Khảo sát đáp ứng ngõ ra của hệ thống với Kp=4, Kd=0 và thay đổi Ki Yêu cầu:
- Vẽ các đáp ứng của ngõ ra động cơ DC ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau. - Vẽ các đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau. - Lập bảng xác định các thông số chất lượng bộ điều khiển ứng với các thông số bộ điều
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Ki=0.2
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
12
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Ki=0.5
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Ki=1
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
14
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Ki=1.5
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Ki=2
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
16
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
Bảng dưới dây thể hiện các thông số chất lượng bộ điều khiển ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau đã làm ở trên
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">3 Khảo sát đáp ứng ngõ ra của hệ thống với Kp=4, Ki=0.2 và thay đổi Kd Yêu cầu:
- Vẽ các đáp ứng của ngõ ra động cơ DC ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau. - Vẽ các đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng với các thơng số bộ điều khiển khác nhau. - Lập bảng xác định các thông số chất lượng bộ điều khiển ứng với các thông số bộ điều
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Kd=0.2
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Kd=0.5
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
20
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Kd=1
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Kd=1.5
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
22
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
* Trường hợp Kd=2
- Đồ thị đáp đáp ứng của ngõ ra động cơ DC
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">- Đồ thị đáp ứng của tín hiệu điều khiển ứng
Bảng dưới dây thể hiện các thông số chất lượng bộ điều khiển ứng với các thông số bộ điều khiển khác nhau đã làm ở trên
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26"><b>V. Thiết kế bộ điều khiển PID</b> <small>Vẽ các đáp ứng của tín hiệu điều khiển.</small>
<small>Xác định các thông số POT, Ess, Tr và Tss trên hình vẽ.</small>
Chọn thơng số điều khiển: Kp=25, K =0, K<small>ID</small>=1.5
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">** <small>Đáp ứng của ngõ ra động cơ DC.</small>
**<small> Đáp ứng của tín hiệu điều khiển</small>
26
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">Kết quả <small>các thông số POT, Ess, Tr và Tss: POT =0.505%.</small>
<small> Ess =0.5. Tr =0.99. Tss=.1.384</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29"><small> Vẽ các đáp ứng của tín hiệu điều khiển.</small>
<small> Xác định các thơng số POT, Ess, Tr và Tss trên hình vẽ</small>
* Giải:
Chọn thơng số điều khiển: Kp=2.2, K =0, K<small>ID</small>=0.0001
28
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">** Đáp ứng ngõ ra của động cơ DC
** <small>Đáp ứng của tín hiệu điều khiển.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">Kết quả <small>các thông số POT, Ess, Tr và Tss: POT =0.505%.</small>
<small> Ess =0. Tr =1.089. Tss=1.674.</small>
<b>VI. Câu hỏi mở:</b>
<small>- Trình bày ảnh hưởng của của các thông số bộ điều khiển PID lên các chất lượng của hệ thống (POT, Ess, Tr, Tss)</small>
Trả lời:
- Kp: Việc tăng Kp giúp sai số xác lập của hệ thống tốt hơn (sai số nhỏ đi) nhưng khi tăng quá cao thì lại làm hệ thống dao động nhiều cũng như sai số tăng lên
- Ki : Khi KI thay đổi thì sai số xác lập Ess khơng thay đổi nhiều
-K<small>D</small>: Khi KD thay đổi thì cũng không ảnh hưởng đến sai số xác lập của hệ thống nhiều
- Kp: Tăng Kp làm tăng giá trị độ vọt lố gây dao động hoặc làm hệ thống bất ổn.
- Ki: K cũng làm cho độ vọt lố tăng cao khi tăng KI từ đó làm hệ thống trở nên khơng ổn định.<small>I</small> - Kd: Kd là thành phần điều khiển giúp giảm độ vọt lố khi tăng Kd tuy nhiên khi Kd quá lớn nó sẽ làm hệ thống trở nên nhạy và làm hệ thống có độ vọt lố cao
- Kp: Tăng Kp có thể giúp giảm thời gian thiết lập hệ thống.
- Ki: Ki giúp cải thiện thời gian thiết lập khi có Ki phù hợp. Khi tăng Ki thì thời gian lên của hệ thống giảm, cho thấy hệ thống phản ứng nhanh hơn
- Kd: Khi Kd thay đổi không ảnh hưởng nhiều đến phản ứng của hệ thống nói cách khác khơng ảnh hưởng đến thời gian lên của hệ thống
- Kp: Tăng Kp không làm ảnh hưởng đáng kể đến thời gian xác lập của hệ thống - Ki: khi Ki tăng làm thời gian xác lập của hệ thống dài hơn, hệ thống lâu ổn định hơn - Kd: Kd giúp kiểm soát dao động từ đó giúp cho hệ thống xác lập nhanh hơn, giúp cho thời gian xác lập giảm đi.
30
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">Tổng kết ảnh hưởng của các thơng số đến bộ điều khiển Đáp ứng vịng
</div>
