Giáo trình hình thành chế độ ứng dụng điểu khiển tốc độ trong động cơ không đồng bộ p6

Tham khảo tài liệu giáo trình hình thành chế độ ứng dụng điểu khiển tốc độ trong động cơ không đồng bộ p6, kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hình thành chế độ ứng dụng điểu khiển tốc độ trong động cơ không đồng bộ p6 a, b, Hình 3.6 đặc tính quá độ của hàm truyền Ngoài ra còn có các mô hình Lag, và mô hình dao động bậc hai tắtdần. Dạng hàm truyền của nó như sau: - Mô hình Lag: K dt (1 + Tt s) W(s) = (Tt < Tm) 1 + Tms - Mô hình dao động bậc hai tắt dần: kq 2 W(s) = (0 điều khiển sao cho độ sai lệch giảm tới 0. Luật điều khiển tích phân còn gọi là điều khiển chậm sau. - Điều khiển vi phân (D): Khi hằng số thời gian hoặc thời gian chết của hệ thống rất lớn điều khiển theo P hoặc PI có đáp ứng quá chậm thì ta sử dụng kết hợp với điều khiển vi phân. Điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu điều khiển sao cho tỷ lệ với tốc độ thay đổi sai lệch đầu vào. Luật điều khiển vi phân còn được gọi là điều khiển vượt trước. Mô hình liên tục của bộ điều khiển PID được mô tả như sau: t 1 de(t) u(t) = k p [e(t) + ∫ e(τ)dτ + TD ] (3.9) TI 0 dt Ở đây e(t) là sai lệch đầu vào; kp là hệ số khuếch đại; TI là hằng số tích phân; TD là hằng số vi phân. Ở trong hệ gián đoạn, đầu vào e(t) được thay bằng dãy {ek} có chu kỳtrích mẫu là TS, khi đó thuật toán PID số được xây dựng như sau: Thành phần khuếch đại uPt) = kpe(t) được thay bằng ukP= kpek t kp ∫ e(τ)dτ được xấp xỉ bằng Thành phần tích phân uI(t) = TI 0 k p TS k ∑e I uk = i TI i=1 52 de(t) Thành phần vi phân uD(t) = k p TD được thay bằng dt k p TD (ek - ek-1 ) uk D = TS Thay các công thức xấp xỉ trên vào uk = ukP + ukI + ukD ta thu được mô hình không liên tục của bộ PID số ⎡ ⎤ TS k T u k = k p ⎢e k + ∑ ei + D (e k - e k-1 ) ⎥ (3.10) TI i=1 TS ⎣ ⎦ Với thuật toán PID này, ta có thể tạo ra được các thuật toán điều khiểnkhác như: P, PI, PID. Nhưng vấn đề quan trọng là ta phải xác định được cáctham số kp, TI, TD. Xác định tham số cho bộ điều chỉnhKhi ta đã xây dựng được hàm truyền của hệ thống, để hệ làm việc ổn định taphải tổng hợp các bộ điều chỉnh tương ứng. Trong mô hình chúng tôi đã sửdụng bộ điều chỉnh PID kinh điển. Khi đó chất lượng của hệ thống phụ thuộcvào các tham số kp, TI, TD của PID. Hiện có khá nhiều phương pháp xác địnhcác tham số trên, song tiện ích hơn cả là các phương pháp sau: Phương phápsử dụng mô hình xấp xỉ bậc nhất có trễ của đối tượng (phương pháp thứ nhấtcủa Ziegler – Nichols), phương pháp hàm chuẩn tối ưu và phương pháp xácđịnh tham số theo tổng hằng số thời gian theo Kuhn. Tuỳ theo từng ứng dụngvà đáp ứng quá độ của từng đối tượng chúng ta sẽ lựa chọn một trong số cácphương pháp trên. 53 Phương pháp thứ nhất của Ziegler – Nichols Phương pháp này chỉ áp dụng cho đối tượng có đáp ứng quá độ có dạngbậc nhất có trễ. Từ hàm truyền của đối tượng ta dựng đáp ứng quá độ cho đốitượng này. Theo phương pháp này ta phải xác định ba thông số: L (hằng sốthời gian trễ), k (hệ số khuyếch đại) và T (hằng số thời gian quán tính). Hình 3.7 Đặc tính quá độ của đối tượng L là khoảng thời gian đầu ra h(t) chưa có phản ứng ngay với kích thích1(t) tại đầu vào. k = h(∞) Gọi A là điểm kết thúc khoảng thời gian trễ, tức là điểm trên trục hoànhcó hoành độ bằng L. Khi đó T là khoảng thời gian cần thiết sau L để tiếptuyến của h(t) tại A đạt được giá trị k. Sau khi xác định được ba thông số trênZiegler – Nichols đã nêu các biểu thức xác định các tham số kp, TI, TD nhưsau: - Nếu sử dụng bộ điều chỉnh là bộ khuyếch đại P có hàm truyền là kp thì T kp =chọn kL 54 ⎛ 1⎞ 0,9T ...