Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục part 9

Phương pháp Ziegler − Nichols. Trường hợp 1 Thí dụ: Hãy thiết kế bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt độ của lò sấy, biết đặc tính quá độ của lò sấy thu được từ thực nghiệm có dạng như sau:K = 150T1 = 8 min = 480 sec T2 = 24 min = 1440 sec
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục part 9 Phöông phaùp Ziegler − Nichols. Tröôøng hôïp 1 Xaùc ñònh thoâng soá boä ñieàu khieån PID döïa vaøo ñaùp öùng naác cuûa heä hôû c(t) r(t) Ñoái töôïng c(t) K t T1 T226 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 65 Phöông phaùp Zeigler − Nichols. Tröôøng hôïp 1 R(s) C(s) PID Ñoái töôïng + −   1 GC ( s ) = K P 1 +  T s + TD s Boä ñieàu khieån PID:    I26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 66 Phöông phaùp Ziegler − Nichols. Tröôøng hôïp 1 c(t) Thí duï: Haõy thieát keá boä ñieàu khieån PID ñieàu khieån nhieät ñoä cuûa loø saáy, bieát ñaëc tính quaù 150 ñoä cuûa loø saáy thu ñöôïc töø thöïc nghieäm coù daïng nhö sau: t (min)K = 150 8 24T1 = 8 min = 480 secT2 = 24 min = 1440 sec   1 T2 1440 GPID ( s ) = 0.0241 + + 240 s K P = 1.2 = 1.2 = 0.024 480 × 150  960 s  T1KTI = 2T1 = 2 × 480 = 960 secTD = 0.5T1 = 0.5 × 480 = 240 sec26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 67 Phöông phaùp Ziegler − Nichols. Tröôøng hôïp 2 Xaùc ñònh thoâng soá boä ñieàu khieån PID döïa vaøo ñaùp öùng cuûa heä kín ôû bieân giôùi oån ñònh Kgh Ñoái töôïng + K − c(t) Tgh t26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 68 Phöông phaùp Ziegler − Nichols. Tröôøng hôïp 2 R(s) C(s) PID Ñoái töôïng + −   1 GC ( s ) = K P 1 +  T s + TD s Boä ñieàu khieån PID:    I26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 69 Phöông phaùp Ziegler − Nichols. Tröôøng hôïp 2 Thí duï: Haõy thieát keá boä ñieàu khieån PID ñieàu khieån vò trí goùc quay cuûa ñoäng cô DC, bieát raèng neáu söû duïng boä ñieàu khieån tæ leä thì baèng thöïc nghieäm ta xaùc ñònh ñöôïc khi K=20 vò trí goùc quay ñoäng cô ôû traïng thaùi xaùc laäp laø dao ñoäng vôùi chu kyø T= 1 sec. Theo döõ kieän ñeà baøi K gh = 20 Tgh = 1sec Theo pp Zeigler – Nichols:   1 K P = 0.6 K gh = 0.6 × 20 = 12 GPID ( s ) = 121 + + 0.5s   0.125s  TI = 0.5Tgh = 0.5 × 1 = 0.5 sec TD = 0.125Tgh = 0.125 × 1 = 0.125 sec26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 70 Phöông phaùp giaûi tích thieát keá boä ñieàu khieån PID Thí duï: Haõy xaùc ñònh thoâng soá cuûa boä ñieàu khieån PID sao cho heä thoáng thoûa maõn yeâu caàu: − Heä coù caëp nghieäm phöùc vôùi ξ=0.5 vaø ωn=8. − Heä soá vaän toác KV = 100. Giaûi: Haøm truyeàn boä ñieàu khieån PID caàn thieát keá: KI GC ( s ) = K P + + KDs s26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 71 Phöông phaùp giaûi tích thieát keá boä ñieàu khieån PID Heä soá vaän toác cuûa heä sau khi hieäu chænh:   ...