Điều khiển, giám sát hệ thống mạng PLC điều khiển lò mở lò nhiệt và máy xếp hàng tự động, chương 16 docx

Chương 16: Cách xác đònh thông số
của bộ PID
6.5.3.1 Phương pháp Ziegler Nichol(cho PID)
Kp = 1.2
1
2
T
T
(6.18)
Ti = 2T
1 (6.19)
Td = 0.5T2 (6.20)
Với T
1 và T2 được xác đònh từ hàm truyền hở của động cơ.
Hình 6-14 :đặc tuyến tốc độ hàm truyền hở của động cơ.
6.5.3.2 Phương pháp Jassen và Offerein :
Thực nghiệm được tiến hành theo các bước sau :
1. Cho hệ thống làm việc ở biên giới ổn đònh :
 Điều khiển đối tượng theo luật P(T0 và
Ti
∞) .
 Xác đònh hệ số k
pth
2. cho hệ số làm việc với luật PI :
 Cho hệ làm việc với luật PI và với hệ số
k
p
=0.45k
pth
, Ti tùy chọn.
 Giảm hàm số thời gian tích phân Ti cho đến

khi hệ thống làm việc ở biên giới hạn ổn
đònh. Xác đònh hằng số thời gian tích phân
T
ith
ở chế độ này.
Chọn Ti = T
ith
3.Chọn luật điều khiển PID :
o Cho hệ thống làm việc theo luật PID với
p
k =
k
pth
- (  đủ nhỏ), Td và Ti tuỳ chọn.
o Tăng hằng số thời gian vi phân cho đến khi hệ
thống đạt được quá điều chỉnh cực đại lớn nhất

max
= max. Xác đònh TDMAX .
Chọn TD =
3
1
TDMAX và Ti = 4,5TD
o Giảm k
P
cho đến khi hệ thống đạt được đặc
tính động học mong muốn .
6.5.4 Hàm truyền của động cơ :

Hình 6.15 : Sơ đồ truyền động của động cơ

Phương trình cân bằng điện áp :
= E + RưIư + Lư.
dt
dI
(6.21)
E = K
 (6.22)
Phương trình cân bằng noment :
M = Mt + B.
 + J
dt
d

(6.23)
M = K
 (6.24)
Từ các phương trình (2.21) đến (2.24) ta viết dưới dạng toán tử :
U
u
(s) = E
u
(s) + R
u
I
u
(s) + sI
u
(s) (6.25)
E(s) = K
.(s) (6.26)

M(s) = Mt(s) +B
(s) +s.J.(s) (6.27)
M(s) = K
(s) (6.28)
Từ phương trình (2.25) có quan hệ giữa tốc độ với điện áp phần
ứng và moment tải :

(s) = )(.
)().(1
)(
11
1
sU
sHsG
sG

+ )(.
)().(1
)(
22
2
sMt
sHsG
sG

(6.29)
Với :
G
1
(s) = K

sTR
uu
)1(
1


BsT
m
)1(
1

=
)1)(1(
m
sTsTBRu
K


(6.30)
Ta thấy rằng : do Tu
 Tm nên : (1 + sTu)(1 + sTm)  (1+ Tm)
Vậy 2.30 được viết :
)(
)(
sIu
s

=
)1()(
2

sTmRuBK
K



=
RuBK
K

2
)(


Tm
RuBK
Ru
s


2
)(
1
1

(6.31)
Đặt : Tm
1 =
RuBK
RuB


2
)(

Tm (6.32)
Km =
RuBk
k

2
)(


(6.33)
Vậy phương trình (2.30) được viết lại như sau :
)(
)(
sU
s

=
)1( sTm
Km

)(
)(
sIu
s

=
)1(

K
sTuB 

=
sTu
K
m

1
2
Với K
2m
=
B

K

Mt(s)

Hình 6.16 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vòng kín của
động cơ .
Khi phân tích động cơ kích từ DC thì có thể phân tích thành
2 khối sau :
(s) K
1m
.
1
1
1
sTm

sTm


Iư(s)
m
sT
Km
1
2
Hình : 6.17 : Sơ đồ cấu trúc đơn giản hoá