BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ SỞ TỰ ĐỘNG BÀI 3
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (795.33 KB, 17 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
--------------------------
BÀI 3
KHẢO SÁT BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ
Sinh viên:
TP.HCM, tháng 04 năm 2018
V. THỰC HIÊN THÍ NGHIÊM
5.1. Điều khiển tốc độ động cơ DC
Trong phần thí nghiệm này ta sẽ khảo sát ảnh hưởng của các thông số KP,
KI, KD trong bộ điều khiển PID, và thời gian lấy mẫu lên chất lượng của
đáp ứng tốc độ động cơ.
a. Khảo sát ảnh hưởng của tham số KP
Các bước thí nghiệm:
a) Mở file motor_speed_ctrl.mdl
b) Cài đặt tốc độ đặt (Set point) = 800 v/p, và KP = 0.02, KI = KD = 0,
thời gian lấy mẫu
Ts=0.05
Chú y: Khi thay đôi thơi gian lây mâu ta phai thay đôi T trong khối
“Discrete PID controller” va thơi gian lây mâu của toan hệ thống (vao
menu Simulation ->Configuration)
c) Biên dịch chương trình và chạy
d) Mở scope để xem đáp ứng, xác định độ vọt lố, thời gian quá độ và sai
số xác lập. Chú ý: Phai mở Scope trươc khi chay mô hinh hoăc chay
xong mơi đươc mở Scope, nêu không máy tinh se bi treo.
e) Ghi lại các kết quả vào Bảng 2
f) Lặp lại bước d) tới e) với các tham số KP còn lại như trong Bảng 2.
Kp
0.02
0.1
1
Hình
1
2
3
Thời gian lên(s)
0.5
0.4
Khơng xác lập
Thời gian xác lập(s)
1
0.6
Độ vọt lố(%)
0
0
Sai số xác lập(v/p)
300
90
Bảng 1:Khảo sát ảnh hưởng của tham số Kp(Ki=0,Kd=0)
Hình 1
Hình 2
Hình 3
b.Khảo sát ảnh hưởng của tham số Ki
Kp
0.02
0.05
0.1
Hình
3
4
5
Thời gian lên(s)
1.6
0.6
0.4
Thời gian xác lập(s)
5.8
0.6
1.2
Độ vọt lố(%)
0
1.6
8.75
Sai số xác lập(v/p)
0
0
0
Bảng 2:Khảo sát ảnh hưởng của tham số Ki(Kp=0.02,Kd=0)
Hình 4
Hình 5
Hình 6
c.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lấy mẫu T
T
0.005
0.02
0.05
Hình
7
8
9
Thời gian lên(s)
0.3
0.4
0.45
Thời gian xác lập(s)
1.3
1.5
1.25
Độ vọt lố(%)
10
12.5
22.5
Sai số xác lập(v/p)
0
0
0
Bảng 3:Khảo sát ảnh hưởng của tham số T(Kp=0.02,Ki=0.1,Kd=0)
Hình 7
Hình 8
Hình 9
5.2. Điều khiển vi trí động cơ DC
Trong phần thí nghiệm này ta sẽ khảo sát ảnh hưởng của các thông số KP,
KI, KD trong bộ điều khiển PID, và thời gian lấy mẫu lên chất lượng của
đáp ứng vị tri động cơ.
a. Khảo sát ảnh hưởng của tham số KP
Các bước thí nghiệm:
a) Mở file motor_pos_ctrl.mdl
b) Cài đặt vị tri đặt (Set point) = 10000, và KP = 0.005, KI = KD = 0, thời
gian lấy mẫu
T s = 0.005 .
Chú y: Khi thay đôi thơi gian lây mâu ta phai thay đôi T trong khối
“Discrete PID controller” va thơi gian lây mâu của toan hệ thống (vao
menu Simulation -> Configuration)
c) Biên dịch chương trình và chạy
d) Mở scope để xem đáp ứng, xác định độ vọt lố, thời gian quá độ và sai
số xác lập. Chú ý: Phai mở Scope trươc khi chay mô hinh hoăc chay xong
mơi đươc mở Scope, nêu không máy tinh se bi treo.
e) Ghi lại các kết quả vào Bảng 5
f) Lặp lại bước d) tới e) với các tham số KP cịn lại như trong Bảng 5.
Kp
0.005
0.1
0.5
Hình
10
11
12
Thời gian lên(s)
0.8
0.4
0.45
Thời gian xác lập(s)
1.3
1.5
1.25
Độ vọt lố(%)
0
12
2.7
Sai số xác lập(v/p)
70
0
0
Bảng 5: Khảo sát ảnh hưởng của tham số Kp(Ki=0,Kd=0)
Hình 10
Hinh 11
Hình 12
b. Khảo sát ảnh hưởng của tham số KI
Ki
0.002
0.008
0.02
Hình
13
14
15
Thời gian lên(s)
0.3
0.3
0.5
Thời gian xác lập(s)
1.52
2.6
4.1
Độ vọt lố(%)
35
30
20
Sai số xác lập(v/p)
0
0
0
Bảng 6: Khảo sát ảnh hưởng của tham số Ki(Kp=0.02,Kd=0)
Hinh 13
Hình 14
Hình 15
c. Khảo sát ảnh hưởng của tham số Kd
Kd
0.0005
0.001
0.005
Hình
16
17
18
Thời gian lên(s)
0.3
0.4
0.5
Thời gian xác lập(s)
1.4
2.5
4.2
Độ vọt lố(%)
32
30
20
Sai số xác lập(v/p)
0
0
0
Bảng 7: Khỏa sát ảnh hưởng của tham số Kd(Kp=0.02,Ki=0.02)
Hình 16
Hình 17
Hình 18
d. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lấy mẫu T
T
0.005
0.03
0.1
Hình
19
20
21
Thời gian lên(s)
2
2
0.45
Thời gian xác lập(s)
18
11
13
Độ vọt lố(%)
10
11
27.7
Sai số xác lập(v/p)
0
10
0
Bảng 7: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lấy mẫu
T(Kp=0.005,Ki=0.002,Kd=0.0002)
Hình 19
Hình 20
Hình 21
1. Dựa vào các kết quả thí nghiệm ở mục 5.1, nhận xét ảnh hưởng của
các tham số KP, KI, KD, và thời gian lấy mẫu lên chất lượng hệ
thống điều khiển tốc độ động cơ.
-Nếu hệ thống khơng có Ki và Kd thì nó sẽ khơng có độ vọt lố , nhưng
có sai số xác lập.Khi thêm Ki vào thì hệ thống có sai số xác lập là 0, nếu
Ki tăng lớn thì vẫn có độ vọt lố. Khi thêm thay đổi T càng lớn thì hệ
thống sẽ có độ vọt lố càng lớn còn exl =0
2. Dựa vào các kết quả thí nghiệm ở mục 5.2, nhận xét ảnh hưởng của
các tham số KP, KI,KD, và thời gian lấy mẫu lên chất lượng hệ
thống điều khiển vị tri động cơ.
-Nếu hệ thống chỉ có Kp thì khi Kp đủ lớn sẽ xuất hiện độ vọt lố, exl 1 số
trường hợp khác 0.Khi có thêm Ki thì hệ thống sẽ có cả độ vọt lố và
exl=0.Khi thêm cả Ki,Kd thì hệ thống dường như khơng thay đổi.Cịn khi
thay đổi T thì độ vọt lố sẽ thay đổi và exl=0
