báo cáo pbl1 thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính đề tài điều khiển hệ thống quạt cánh phẳng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.06 MB, 41 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

SVTH :Nguyễn Anh Tuấn Huỳnh Đại

Nguyễn Văn Vĩ Nguyễn Thanh Hòa Nguyễn Quang Huy Nguyễn Tăng Phi Lâm

Đà Nẵng, 2024

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

LỜI NĨI ĐẦU

Ngành tự động hóa tại Việt Nam vẫn còn các hạn chế như là nhiềudây chuyền vẫn chưa thể tự làm chủ hoặc chế tạo ra mà cơ bản vẫn phải nhập khẩudây chuyền từ nước ngồi với chi phí cao. Do đó nhiều trường đại học, cao đẳng đãvà đang đi cùng thời đại với việc đào tạo và nghiên cứu về ngành tự động hóa, liêntục cập nhập xu thế cảu thế giới về ngành tự động hóa để phục vụ cho sinh viêntrong học tập và thực tập tại các công ty, tạo cảm hứng cho sinh viên thích nghi vớichuyên ngành mới tạo điều kiện cho sinh viên phát triển. Trong suốt khoảng thờigian 2 năm học tập tại Trường Đại học Bách Khoa nói chung và thời gian từ khiđược Thầy Cơ hướng dẫn đồ án nói riêng thì nhóm em đã học được rất nhiều điềuquý báu không chỉ liên quan đến ngành học của mình mà cịn nhiều kiến thức bổ

ích bên ngồi cuộc sống. Em rất cảm ơn cơ Trần Thị Minh Dung, cơ Trương Thị

Bích Thanh, thầy Nguyễn Hoàng Mai đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất, tận

tình giúp đỡ giải đáp tất cả mọi thắc mắc trong quá trình thực hiện đồ án để giờ đâynhóm em có thể hoàn thành được một phần trong đồ án liên mơn riêng củamình.Có lẽ kiến thức là vô hạn mà sự tiếp nhận kiến thức của bản thân mỗi ngườiluôn tồn tại những hạn chế nhất định. Do đó trong q trình hồn thành dự án nàychắc chắn khơng tránh khỏi những lỗi khiến mơ hình khơng thể chạy một cáchhồn hảo nhất thì bản thân nhóm em rất mong nhận được những góp ý đến từ thầycơ để đồ án nhóm em có thể được hồn thiện và phát triển hơn sau này.

Sau cùng nhóm thực hiện xin cam kết toàn bộ đồ án đều được các thành viêntrong nhóm thực hiện với sự hợp tác, hỗ trợ lẫn nhau. Đồng thời xin chúc Thầy côsức khoẻ, thành công và tiếp tục đào tạo những sinh viên giỏi đóng góp cho đấtnước. Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn.

Trân trọng

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

II. Đóng góp của đề tài...8

III. Nội dung của đề tài...8

IV.Phân tích hệ thống...9

V. Nguyên lý hoạt động...9

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ...10

I. Sơ đồ cơng nghệ:...10

II. Thiết kế cơ khí...12

III. Thiết kế mạch điện...12

CHƯƠNG 3: LƯU ĐỒ THUẬT TỐN...17

CHƯƠNG 4: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN...18

A.NHẬN DẠNG HỆ THỐNG...18

B.THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID...23

C. MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN...26

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ...28

I/ LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN TỬ, TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ:...28

II/ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ CỦA HỆ THỐNG TRÊN PROTEUS:....32

III/ THIẾT KẾ MẠCH PCB LAYOUT:...36

CHƯƠNG 6: TỔNG KẾT, ĐÁNH GIÁ HỆ THÔNG...38

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1: Sơ đồ Gantt thực hiện đồ án...5

Hình 1.1 Mơ tả quy trình hoạt động của hệ thống...8

Hình 1.2 Sơ đồ khối...9

Hình 2.1 Hình chiếu bằng của hệ thống...10

Hình 2.2 Hình chiếu đứng của hệ thống...11

Hình 2.3 Thiết kế đối tượng điều khiển...12

Hình 4.1 Sơ đồ khối của hệ thống...23

Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển PID...24

Hình 4.3 Sơ đồ mơ phỏng Simulink...26

Hình 4.4 Mơ phỏng sơ đồ hệ thống...26

Hình 4.5 Các đồ thị biểu diễn sự thay đổi hệ thống qua các bộ điều khiển khác nhau...27

Hình 5.1 Kí hiệu khuếch đại thuật tốn trong sơ đồ điện...28

Hình 5.2 Sơ đồ khối thuật tốn khuếch đại đảo...29

Hình 5.3 Sơ đồ khối thuật tốn khâu tích phân đảo...29

Hình 5.4 Sơ đồ khối thuật tốn khâu vi phân dảo...30

Hình 5.5 Sơ đồ khối của mạch trừ...30

Hình 5.6 Sơ đồ khối của mạch cộng đảo...31

Hình 5.7 Mạch điều khiển PID hồn thiện...31

Hình 5.11 Mạch điều khiển hồn chỉnh trên Proteus...35

Hình 5.12 Mạch nguồn hồn chỉnh trên Proteus...35

Hình 5.13 Mạch PCB Layout của mạch điều khiển...36

Hình 5.14 Mơ hình 3D của mạch điều khiển...36

Hình 5.15 Mạch PCB Layout của mạch nguồn...37

Hình 5.16 Mơ hình 3D của mạch nguồn...37

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

Tìm hiểu lý thuyết điều khiển, Matlab27-Jan-20242-Mar-202435

Nhận dạng hệ thống10-Mar-202413-Mar-20243Tìm hiểu lý thuyết mạch điện tử20-Mar-202420-Apr-202431Thực hành lắp mạch điện tử5-Apr-202420-Apr-202415Thiết kế mạch Proteus, PCB layout15-Apr-20242-May-202517

Đánh giá, điều chỉnh hệ thống8-May-202410-May-20242

Hình 1: Sơ đồ Gantt thực hiện đồ án

Lựa chọn đề tàiTìm hiểu lý thuyết điều khiển, MatlabLàm mơ hìnhNhận dạng hệ thốngTìm hiểu lý thuyết mạch điện tửThực hành lắp mạch điện tửThiết kế mạch Proteus, PCB layoutLàm mạch inĐánh giá, điều chỉnh hệ thốngViết báo cáo

024

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

ĐĨNG GĨP CỦA CÁC THÀNH VIÊN1. Huỳnh Đại

- Trưởng nhóm, phân chia công việc, kiểm tra tiến độ các nhiệm vụ đã giao cho các thành viên.

- Tìm hiểu lý thuyết điều khiển, Matlab.- Làm mơ hình.

- Đo đạc số liệu để nhận dạng hệ thống.- Tìm hiểu lý thuyết mạch điện tử.- Thực hành lắp thiết bị lên board mạch.- Làm mạch in.

- Đánh giá, điều chỉnh hệ thống.- Viết báo cáo.

2. Nguyễn Thanh Hồ

- Tìm hiểu lý thuyết điều khiển, Matlab.- Làm mơ hình.

- Đo đạc số liệu để nhận dạng hệ thống.- Tìm hiểu lý thuyết mạch điện tử.- Thực hành lắp thiết bị lên board mạch.- Làm mạch in.

- Đánh giá, điều chỉnh hệ thống.

3. Nguyễn Quang Huy

- Tìm hiểu lý thuyết điều khiển, Matlab.- Làm mơ hình.

- Đo đạc số liệu để nhận dạng hệ thống.- Tìm hiểu lý thuyết mạch điện tử.- Thực hành lắp thiết bị lên board mạch.- Đánh giá, điều chỉnh hệ thống.

- Viết báo cáo.

4. Nguyễn Tăng Phi Lâm

- Tìm hiểu lý thuyết điều khiển, Matlab.- Làm mơ hình.

- Đo đạc số liệu để nhận dạng hệ thống.- Nhận dạng hệ thống trên Matlab.- Tìm hiểu lý thuyết mạch điện tử.- Làm mạch in.

- Đánh giá, điều chỉnh hệ thống.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

5. Nguyễn Anh Tuấn

- Tìm hiểu lý thuyết điều khiển, Matlab.- Làm mơ hình.

- Đo đạc số liệu để nhận dạng hệ thống.- Nhận dạng hệ thống trên Matlab.- Tìm hiểu lý thuyết mạch điện tử.

- Thiết kế mạch trên Proteus, thiết kế PCB layout.- Làm mạch in.

- Đánh giá, điều chỉnh hệ thống.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

- Đây vừa là khó khăn, vừa là thách thức, giúp nhóm rèn luyện được các kỹ năngcần thiết cho các mơn học sau cùng như hình thành được tư duy và thói quen tốttrong q trình đi làm.

- Điều khiển ổn định góc mở của các hệ thống thơng gió.

- Điều chỉnh góc mở của các van được điều khiển bằng khí nén.

III. Nội dung của đề tài

Tên dự án: Thiết kế hệ thống Quạt gió – Cánh phẳng được các thầy cô đặt ra nhằmgiúp cho sinh viên bắt đầu làm quen, nắm bắt với khái niệm như thế nào là một Dự ánLiên môn, bước đầu hình dung được việc xây dựng đề tài bằng cách áp dụng các kiếnthức của nhiều môn học khác nhau.

Hệ thống quạt gió cánh phẳng là 1 hệ thống khí động học, hệ có tính phi tuyếnmạnh và rất nhạy đối với tác động của nhiễu, vì vậy hệ quạt gió cánh phẳng là đốitượng rất tốt để nghiên cứu các phương pháp điều khiển tự động từ đơn giản đến phứctạp.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

Hình 1.1 Mơ tả quy trình hoạt động của hệ thống

Trong đó:Gọi Ψ: Góc giữa cánh nhôm và trục thẳng đứng.

Mg: Trọng lượng của cánh (kể cả đối trọng).

C: Trọng tâm của hệ. Ω: Vận tốc luồng gió.

J: Qn tính quay của bản lề.M: Khối lượng của cánh phẳng.A: diện tích hữu ích trên của cánh.P: Áp suất tác động lên cánh phẳng.

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

Hình 2.2 Hình chiếu đứng của hệ thống

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

- Chiều cao giá đỡ: 300 mm.

- Khoảng cách giữa hai giá đỡ: 260 mm.- Vật liệu giá đỡ: Gỗ.

c/ Giá đỡ động cơ quạt gió:

- Chiều cao giá đỡ động cơ: 80 mm.- Chiều dài: 30 mm.

- Chiều rộng: 10 mm.

- Vật liệu làm giá đỡ động cơ: Gỗ. d/ Phần đế:

- Chiều dài: 350 mm.- Chiều rộng: 300 mm. - Vật liệu: Gỗ.

Hình 2.3 Thiết kế đối tượng điều khiển

- Giá trị biến trở: 10k ohm - Dung kháng: +- 30 %

- Nhiệt độ làm việc: -40 đến 85℃ - Kích thước: 28 mm x 13 mm - Trọng lượng: 2 g

2. Nguồn 12V, 2A:

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

- Jack DC: 5.5 * 2.5mm ( tương thích5.5 * 2.1mm)

3. Motor (12V) DC và quạt:

4. LM358 (3 cái)

Một IC thuật toán LM358, thực hiện nhiệm vụ tạo bộ so sánh tín hiệu.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

- Loại: 1k Ohms (2 cái)

7. Biến trở volume 3 chân (1 cái)

- Độ dài núm chỉnh: 15mm- Đường kính núm chỉnh: 7mm- Tổng trở kháng: 20k

- Góc quay tồn bộ: 330 (độ)

8. Biến trở tam giác RM065 (2 cái)

- Tổng trở kháng: 10k

- Góc quay toàn bộ: 210±20 (độ)- Điện áp hoạt động tối đa: 50V/DC

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

9. Vi biến trở W103 (3 cái)- Loại: 10k Ohms

-Số vòng: 12

10. JACK cắm

DC PJ002BH (1 cái)

- Đường kính trong: 5.5mm. - Đường kính kim: 2.1mm. - Đường kính lỗ vặn ốc:2.5mm.

- Khoảng cách giữa 2 lỗ:15.5mm. - Số chân: 3 chân.

Domino 2 chân 5.08mm (1 cái)

Domino 3 chân 5.08mm (3 cái)

11. Tụ điện phân cực

- Loại: 47 uF (4 cái)- Loại: 1 uF (1 cái)- Loại: 10 uF (2 cái)- Loại: 1000 uF (2 cái)

12. Transistor 2SD718

- Điện áp 120V - Dòng điện 8A

- Dải nhiệt độ -55 đến 150 độ C - Tấn số 12MHz

- Transistor NPN

13. Đèn LED 5mm (4 cái)

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

CHƯƠNG 3: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

S

Đ A

lên 1 góc xác định )

Điều chỉnh giá trịcác linh kiện trong

mạch điều khiển(biến trở)Kiểm tra chất

lượng làm việc củahệ thống qua giá trị

đọc được

Đọc giá trị góc lệchcủa cánh phẳngbằng MCU và hiển

thị lên LCD Cấp

nguồn

Bắt đầu

Hệ thốngkhông đạt yêu

cầuHệ thống chưa

đạt chuẩn cầnđiều chỉnh

Kết thúc Đưa HT về

trạng tháidừng Ngắt nguồn

Hệ thống đạtyêu cầu

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

- Lập trình arduino để điều chỉnh điện áp của động cơ, chọn thời gian lấy mẫu (góc của cánh phẳng) ngắn (0,01s). Chạy chương trình, với U = 12.4 V ta lấy 421 giá trị góc của cánh phẳng như bảng số liệu sau:

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

+ Chuẩn bị file Excel lưu kết quả đo đạt có tên “nhandang” : để ở dạng 2 cột, 1 cột là input, 1 cột là output

+ Vào Matlab, chọn folder có chứa file excel.+ Sử dụng lệnh:

u = xlsread('nhandang.xlsx','sheet1', 'A1:A420');y = xlsread('nhandang.xlsx', 'sheet1', 'B1:B420');

 Tạo vector đầu vào u, vector đầu ra y trong workspace

- Trong hộp thoại System Identification, chọn Import data, chọn time domain data.- Trong hộp thoại Import Data, ta điền các nội dung:

+ Input: Nhập u làm tên biến đầu vào.+ Output: Nhập y làm tên biến đầu ra.+ Data name: đổi tên mặc định thành data.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

- Nhấn vào time plot, ta có đồ thị của u và y theo thời gian như sau:

- - Vào estimate, chọn Transfer Function Models, Lần lượt chọn điểm cực và điểmkhông bằng 1-0; 1-1; 2-0; 2-1; 2-2 trong cửa sổ Transfer Function:

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

- Từ hàm truyền đạt tf3 trở đi, đồ thị đều có độ chính xác 93,83%, nhưng ta chọn hàm truyền đạt của hệ thống tương ứng với trường hợp 2 nghiệm cực 0 nghiệm zeros để dễ tính tốn:

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

B.THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID

Khi tiến hành thiết kế một hệ thống điều khiển tự động nói chung, cơng việcđầu tiên ta phải xây dựng mơ hình tốn học cho đối tượng. Công việc này cung cấpcho ta những hiểu biết về đối tượng, giúp ta thành công trong việc tổng hợp bộđiều khiển. Một công việc quan trọng khơng kém giúp ta giải quyết tốt bài tốn làchọn luật điều khiển cho hệ thống. Từ mơ hình và yêu cầu kỹ thuật, ta phải chọnluật điều khiển thích hợp cho hệ thống. Đưa kết quả của việc thiết kế hệ thống đạttheo mong muốn. Hiện nay trong thực tế có rất nhiều phương pháp thiết kế hệthống, mỗi phương pháp cho ta một kết quả có ưu điểm riêng. Tùy thuộc vào điềukiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật và mơ hình đối tượng mà ta chọn luật điều khiểnphù hợp.

I. Lựa chọn luật điều khiển

Vì ta không đo được nhiễu, nên không thể dùng phương pháp điều khiển bù nhiễu. Từ đó ta chọn phương pháp điều khiển hệ thống theo sai lệch.

Theo phần trước, hàm truyền đạt của hệ thống có dạng: G(s) = K

(A s)2+Ts+1

Gc(s) G(s) (-)

Hình 4.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Với Wk = G( s) . Gc(s)+1G (s) .Gc(s) => G(s).Gc(s)= (G(s).Gc(s) +1).Wk = Wk + Wk .G(s).Gc(s) =>Gc(s) = G( s) .(1−Wk)W k (1)

Để chọn được luật điều khiển cho Wk cần quan tâm đến tính ổn định và chỉ tiêu chất lượng của hệ thống nghĩa là E(s) dần về 0, ta chọn mẫu: Wm= s +11 thay vào (1)

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

=Kd.s+Kp+Ki. 1s (với Kd=A2

K, Kp=TK, Ki =K1)

=>LUẬT ĐIỀU KHIỂN PID

- Khâu tỉ lệ (P):là phương pháp khuếch đại sai lệch Kp, giúp tạo ra tín hiệu điều

chỉnh tỉ lệch với sai lệch đầu vào theo thời gian lấy mẫu. Khâu tỉ lệ sẽ là mạchkhếch đại đảo.

- Khâu tích phân (I) là mạch lấy tổng sai số tức thời theo thời gian hay sai số tích

lũy trong quá khứ với hệ số Ki. Điều này làm loại bỏ sai lệch xác lập cịn xót lại,tăng tốc độ di chuyển đến giá trị setpoint. Khi thời gian càng nhỏ thể hiện tác độngđiều chỉnh tích phân càng mạnh, tương ứng với độ lệch càng nhỏ. Nhược điểm làcó thể gây ra độ quá điều chỉnh. Khâu tích phân chính là mạch tích phân đảo.

- Khâu vi phân (D) là vi phân của sai lệch, khuếch đại độ dốc của sai lệch xác lập

Kd. Tác dụng làm chậm thời gian đáp ứng và thời gian xác lập. Giảm độ quá điềuchỉnh, nhạy với nhiễu. Khâu vi phân là mạch vi phân đảo.

Áp dụng cho điều khiển biến sai lệch (e) trong hệ thống với đầu ra ở dạng điện áp (u), ta có:

U= Kd. dedt+Kp .e+Ki. ∫e dt

=-[- Kd. dedt+(-Kp .e)+(-Ki. ∫e dt)]

Vậy nên cần thiết kế mạch sử dụng đến bộ khuếch đại thuật toán để thực hiện được yêu cầu trên.

II. Thiết kế mạch điều khiển

Trong hệ thống điều khiển tự động của dự án, ta cần sử dụng đến các khâuđiều chỉnh chuẩn là khâu tỉ lệ (P), khâu tích phân (I) và khâu vi phân (D) nhưtrong biểu thức đã trình bày.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển PID

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

III. Tính tốn thơng số chi tiết

*Đáp ứng thời gian của hệ thống:

+ Độ quá điều chỉnh: < 10 %.+ Thời gian đáp ứng ts = 1,5 (sec).+ Sai số xác lập E: 2%.

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

GVHD: TS Trần Thị Minh Dung

C. MƠ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN

Sử dụng Simulink trong Matlab để quan sát sự khác biệt khi có bộ diều khiển thơng qua đồ thị.

Hình 4.3 Sơ đồ mơ phỏng Simulink

Hình 4.4 Mơ phỏng sơ đồ hệ thống

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

PBL1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

- Khi sử dụng bộ điều khiển PD (đồ thị màu tím): độ quá điều chỉnh của hệthống giảm đi đáng kể, thời gian đáp ứng nhanh (khoảng 0,4s). Tuy nhiên, hệthống không tiến đến giá trị xác lập.

- Khi sử dụng bộ điều khiển PI (đồ thị màu xanh lá): hệ thống tuy tiến đến giátrị xác lập nhưng độ quá điều chỉnh rất lớn (PO = 50%), dẫn đến hệ thống dễ mấtổn định. Thời gian xác lập chậm lơn so với trước khi có bộ điều khiển (2,5s).

- Khi sử dụng bộ điều khiển PID (đồ thị màu vàng), đồ thị của hệ thống mangưu điểm của hai bộ điều khiển PI và PD: độ quá điều chỉnh thấp (PO = 6%), thờigian đáp ứng nhanh (khoảng 0.85s), hệ thống tiến đến giá trị mong muốn.

- Từ những dẫn chứng trên, việc ta lựa chọn bộ điều khiển PID để điều khiểncho hệ thống là chính xác.

</div>