Quá trình hình thành giáo trình điều chỉnh tốc độ khí lưu bằng bộ điều khiển p7

Vì vậy sau đây chúng tôi chỉ nêu ra được cơ sở lý thuyết của phương pháp sẽ thực hiện làm thực nghiệm. + Xác định mô tả động học - Bước 1: Xác định đường quá độ h(t) bằng thực nghiệm. Trước hết khởi động đồng thời các bộ phận trong hệ thống thí nghiệm sấy như bộ phận tạo nhiệt, tạo ẩm. Sau đó đặt một điện áp có tần số nhất định vào động cơ quạt là U = 220V, f = 50Hz, tương ứng với tốc độ đặt đầu vào là lớn nhất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quá trình hình thành giáo trình điều chỉnh tốc độ khí lưu bằng bộ điều khiển p7 khó. Vì vậy sau đây chúng tôi chỉ nêu ra được cơ sở lý thuyết của phương pháp sẽ thực hiện làm thực nghiệm. + Xác định mô tả động học - Bước 1: Xác định đường quá độ h(t) bằng thực nghiệm. Trước hết khởi động đồng thời các bộ phận trong hệ thống thí nghiệm sấy như bộ phận tạo nhiệt, tạo ẩm. Sau đó đặt một điện áp có tần số nhất định vào động cơ quạt là U = 220V, f = 50Hz, tương ứng với tốc độ đặt đầu vào là lớn nhất. Đồng thời cùng lúc đó khởi động máy ghi để ghi lại sự thay đổi của tốc độ hỗn hợp dòng khí sấy ở đầu ra hệ thống. Sử dụng tốc độ kế để đo vận tốc đầu ra. Ta sẽ dừng việc lấy kết quả khi nào hệ thống ở trạng thái ổn định. - Bước 2: Chọn dạng hàm truyền đạt Theo đồ thị xác định được giá trị thời gian trễ vận chuyển kéo dài là khoảng thời gian tính từ gốc toạ độ đền thời điểm bắt đầu có phản ứng đầu ra của hệ thống. Trừ thời gian vận chuyển phần còn lại của đường h(t) là h1(t). Từ đồ thị ta đi xác định các giá trị h1(∞)→ 0,7h1(∞) = h1(t7) biết được giá trị của h1(t7) từ đồ thị ta suy ra được giá trị t7. Chuyển đổi ngược hàm truyền đạt sang miền thời gian ta được hàm chuẩn σ(t). + Xác định σ(t3) Ta sẽ đi xác định t3 bằng các công thức sau đây: t3 = t7/3 → h1(t3) h(t 3 ) Suy ra σ(t3) = h(∞) Sau đó ta so sánh giá trị σ(t3) với 0,31 và 0,195. Khi đó hàm truyền đạt của đối tượng sẽ được chọn tuỳ thuộc vào kết quả so sánh của σ(t3) với 0,31 và 0,195. - 61 - - Bước 3: Xác định các thông số của hàm truyền đạt. Để thuận tiện cho việc tính toán tiếp theo ta ghép toàn bộ mạch điều khiển tần số vào với cơ cấu chấp hành là biến tần cùng động cơ để tạo thành đối tượng điều chỉnh. Tín hiệu vào của mạch điều khiển biến tần là tần số của xung 0 – 5V, tương ứng với tần số cấp cho động cơ 0 – 50Hz, và tốc độ hỗn hợp dòng khí sẽ là 0 – 1m/s. + Xác định hệ số khuyếch đại K, hằng số thời gian T và trễ dung lượng τ. Tuỳ thuộc vào dạng của hàm truyền đạt tìm được ở phần trên mà việc xác định các tham số của đối tượng cũng khác nhau. Sau đây ta nêu ra một vài phương pháp thực hiện xác định các tham số của các đối tượng quen thuộc. * Nếu đối tượng là khâu quán tính bậc nhất - Kẻ đường tiếp tuyến với h(t) tại t = 0. - Xác định giao điểm của tiếp tuyến với đường K = h(∞). - Để thuận lợi cho việc kẻ tiếp tuyến được chính xác ta tìm điểm trên đường quá độ có tung độ h(t) = 0,632K. - Hoành độ giao điểm của điểm vừa xác định được chính là hằng số thời gian T. * Nếu đối tượng là bậc nhất có trễ Cách xác định tương tự như trên chỉ khác tiếp tuyến được kẻ xuất phát tại điểm có t = τ ( τ là thời gian trễ). * Đối tượng thuộc khâu quán tính tích phân bậc nhất - Kẻ đường tiệm cận htc(t) với h1(t) tại t = ∞. - Xác định T là giao điểm của htc(t) với trục thời gian t. - Xác định góc nghiêng α của htc(t) với trục hoành rồi tính K = tgα. * Đối tượng là khâu quán tính bậc n - Dựng đường tiệm cận htc(t) với h(t). - Xác định góc nghiêng α của htc(t) và tính K = tgα. - 62 - Ttc - Xác định giao điểm của htc(t) với trục hoành và tính T= n Ngoài các đối tượng nêu trên, còn một số đối tượng nữa không nói đến và các phương pháp nêu trên chỉ là hướng thực hiện cách xác định các tham số cho đối tượng chứ chưa đưa ra cách tìm cụ thể. - Bước 4: Khảo sát độ chính xác hàm truyền tìm được Với hàm truyền tìm được ở trên bằng cách khảo sát bằng simulink với đầu vào là hàm 1(t) và quan sát tín hiệu đầu ra ta nhận được đường cong lý thuyết. So sánh giữa hai đường quá độ của hàm tìm thực nghiệm và theo lý thuyết tìm được, sau đó tính sai số bình phương giữa hai đường h1(t) và hlt(t) theo công thức: n ∑ [h lt (t)-h1(t)]2 i=1 σ= (n-1) Cách xác định sai số bình phương được thực hiện bằng việc tính tổng bình phương hiệu các tung độ tại các điểm có tung độ khác nhau và chia trung bình, sau đó lấy căn bậc hai ta sẽ được sai số cần tìm. Trong phần trên chỉ viết công thức. Từ đó đánh giá được độ chính xác của hàm truyền tìm được thông qua giá trị sai số. 4.2. TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU CHỈNH 4.2.1. Phương pháp tổng hợp bộ điều khiển kinh điển Sau khi đã xác định và xây dựng được mô hình toán học của đối tượng thì việc tiếp theo tổng hợp hệ thống là tổng hợp bộ điều chỉnh. Việc tổng hợp bộ điều chỉnh với mục đích can thiệp vào đối tượng nhằm đạt được chất lượng mong muốn và đảm bảo quá trình công nghệ. Trong phần này chúng tôi giới thiệu phương pháp tổng hợp bộ điều chỉnh PID. Bộ điều chỉnh PID bao gồm ba thành phần: khuyếch đại tỷ lệ P, tích phân I và vi phân D. - 63 - Phương trình thời gian mô tả bộ điều chỉnh PID: 1 ∫e(t)dt + TD de(t) ] u(t) = Kp[e(t) + Ti dt Với: Kp hệ số khuyếch đại tỉ lệ. Ti hằng số thời gian tích phân. TD hằng số thời gian vi phân. e(t) tín hiệu vào bộ điều chỉnh. u(t) tín hiệu ra bộ điều chỉnh. Hình 4.4. Hệ thống điều khiển tự động Bộ PID được sử dụng rất r ...