Nghiên cứu, khảo sát và so sánh các luật điều khiển cho mô hình điều khiển nhiệt độ bằng matlab và simulink
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.16 MB, 36 trang )
!"#"$"
%&$$'$"#()*()*+,-
#"$.'+/0#01
$%2+3"45$%$6$7$89$:;!"
# ,!1$.<5 '#"'&")
=>&'8?8-1
"4"&# $6!"$@0!"A.BC
<5 #-)8'80&)8'$,$6=
BC$5$6 '#-$-"D
!""
#$%
-"BC$6"EAD
FAGDHA<A;,!I4
FAJD-)5K$L$.!I;M;.$-)5HNO4
FAPD-)5K$L$.!I;M!Q$-)54
FAED-)5K$L$.!I;M!Q$-)5HNO
4
FARDS8!Q#"Q+T4
UQ41&#%$V%$-)B$W$5
BC""$@"4 <$.I%8 )1
)X&84FBC?$6Y;,Q<
1#";%4
FBZ+3",A[
\]^_F`abNcdeNf\ghbOi4
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
4444444444444jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj4
H\Fk"j4j4(JlGP
CHƯƠNG 1 : PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA LÒ
NHIỆT.
1. Nhận dạng đối tượng .
1.1. '()**+,-%
HA!m8!"A8!Q1< $L
!Qn#-o#Q!m; #"o8#1;
"$06o!Q"$6 ,Co!Q!m2o!Q
3;Mj%&A<=4
88)8Q%$06;MA
40#!I?<5>A$5Q%$0
6"!"A#"A!m84)/
A!m8$5+$L"-$06<:?
-))(#K6)3$.=#""-$0
64)17+0@?-)34e<#Q
/Ap)q$6&))("4
1.2. '()**./%
k1<!I?4
I?)7$#"!"r<p7!"$.4S
$:L$#"!"Glls1?!I<%$5$<$.
!I4$K,?.),?$L$5;8$K
(!6"(!6$#"-"$6=!"
t#""% )3t!I4
$.!Ip($8)Y!#$$:#"<!B
"p)8Bo<o$.4o<+!Q<!6!"$.
!1Y!#$$:#"4
\<G4G
7#"uvwGuv!"";Q$A#L#"C;8$K!C<D
ruvw
7o<$61,;MA<D
y = f( t −τ) $τ!"t4
F5A<%/!CD
x
uv
wC
y
4z
uv
4
4
$zuvwS4uGyC
2{
v!""o$., |$1}$6+
$L#"$:7$B$K64~$,!C4
z
u•v
wyw
#Q7!"Dx
uv
w4
C$L€"-$%$0AD
b
u•v
wwwC
y
4
eQ$06!")3o7;Q?t4
1.3 012"3%
•$3BC+<;"!%+$L01</
-;eNZ•4
y!"t$064O u<G4Gv+
$L01<$BD
14S9$ ‚3ƒ#A7ut vL t→∞ đê co y(∞ ), $„ k =
2. ^$L$5$1};M(0,632* y(∞ )) ,ut v4
3. \"$.$5#~+$L$7!"0<4
…M-;eNZ•8#7oHFNG†Gl
Q&!$.~!ID
Hình 1.4. Giao diện thu thập dữ liệu lò nhiệt:
~$:7o$.$06$6‡ ?$3!")3o
7;Q?t4~$3$+$L"-#1<%D
b
u•v
w4C
y4•
5+$L$6"-$06);8$$:7 /
AˆC!C2!'?D
!"),
$"uv
,'
#)7
7Guv%$#"#"
L!"wRluv4
S!"L%Sw
uvw‰l2PEwRŠ4
T là khoảng thời gian
cần thiết sau τ để
tiếp tuyến của h(t)
tại điểm τ = 50(s)
đạt được giá trị K.
Khi đó T = 410 (s).
eQ$06!I"-!"D
buvw
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NHIỆT BẰNG
BỘ ĐIỀU KHIỂN PID.
=HNO!"q;"A;,;.$-)5
@DS3)8$%uHv)373uNv#")3#3uOv4HNO!".;.
$-)5",@;7?D
H>#"7+#$6u)3Y!v4
"#7!‹)$50#u)37
3v4
J
G
1)8#",'Q#$K<0
o<#u)3#3v4
2.1 Luật điều khiển PID.
….$-)5HNO@;o!Q$-)5D
\<J4GD•A$@)0;.$-)5HNO
Œ!Q$-)5)8$%4
Œ!Q$-)5734
Œ!Q$-)5#34
~o!Q 4p;.$-)5D….$-)5HNHN
HOHNO4
Œ!Q•!HD
7$.uv•!#!Cuv4\"-D•uvwS
\<J4J•A$@)0;.$-)5H4
-)5)5•!T$%L
!45,!($.!6S4S(U$8
$.o$-Y(#"5?K$L48#6C
+!
#"
+
-))XV,!=)5$-)5)4
Œ!Q$-)5•!y#3uHOv
.0"$.o$-Yo!4
)3$-)5#34\0$-)5HOA$@D
\<J4P•A$@)0;.$-)5HO
$7$.DuvwSCuvŽ4
\"-D•uvwSuGŽ4v
8$.o$-Y(4Cuv,, , nên u(t) giảm nhiều không
cho dmax tăng quá lớn. Vì vậy điều khiển PD làm cho độ giảm
chấn của hệ thống tăng lên, tức là giảm độ quá điều chỉnh nhưng
thời gian trễ lại tăng.
Œ!Q$-)5•!y73uHNv4
53$.7+0 )3$-)573
\<J4E•A$@)0;.$-)5HN4
$7$.DuvwSCuvŽSN4
\"-D•uvwSuGŽv4
S"I!<7$.I<$5!",!
"4-)5HN!"&"#14%0(!
€!";Q‹(! $$.K$L)T$4
Œ!Q$-)5HNO4
Q$-)5HNO!"Q77$-)5~0&7
0#"7$$647!"K;"Hu•!
#0vNu730v#"Ou#30vD
\<J4R•A$@)0;.$-)5HNO4
$7$.DuvwSCuvŽŽSN4
\"-D•uvwSuGŽ4•Ž4
Œ!QHNO!"o!Q",?$.$.A,o!QH
$'$68-#-?!6o<14
2.2 Các phương pháp tổng hợp tham số của bộ PID.
….$-)5HNO$6/).4$5$-)5$06•N•dC
!4@84
\<J4Š4•A$@ !m$-)5#;.$-)5HNO4
m;.$-)5HNO$6/.V!"7$A,#-,
?
B!U !m!"#4….HNO#$!€Cuv
0#-)1o<o$.XV A;,#-?
!6D
y8!Cuv"!<1o"uv7 uv"!
u#I)8$%)v4
y8!Cuv;M)1<1o"NuvHNO#UI
%7$-Yu#I73
N
v4
8$K! Cuv"!<1o"Ouv
,'76uvp"u#I"Ov
….$-)5HNO$61,;M1<#"yD
uvw)
$Cuv!"7$#"uv!"7$)$6=!"0
)8$%N!"M073O!"M0#34
~1<#"y "-$%;.$-)5HNOD
•uvwS
F?!60.#"0)NO4k00
?!60<,37$06@ A‡$
=0>64\-A+$L0
)NO;.$-)5HNO7A,'$#U
!"D
HAˆC!C2!4
HAFC2\C2•C•)4
HAKS4
Z+=HAˆC!C2!;.$-)5HNO4
2.3 Phương pháp Ziegler – Nichols .
2.3.1 HAˆC!C2!'?4
A'?/1<+?+Yo7;Q?
t$06$-)5D
buvwu<J4Gv
HA"#+$L0)NO
;.$-)5HNO A‡+?+Y"-$%buv$06"
%uJ4Gv$5)7‡#-8.+!Q#"$.o$-Y
)1#6o%Tu),Els#h∞w'!"44
\<J4†#;.$-)5HNO4
…0uM0tv)u0)8$%v#"uM0
o7v1<+?+YuJ4Gv5+$L$B~$@L"
o$.uv$0648$06"o$.%u<v1,
<"uv$$=$6D
G4!"),$,@#)77Guv%
$#"
J4S!"L%h∞w
P4b=a!"),t'!"$5 ""$.
;M)$!"),8$588uv%a$%$6
L)46"o$.)1%!m‡%u<;v<;
0S1<=uJ4Gv$6+$LD
ŽS!"L% h∞w4
S988uv%$504S$!""$.$5
88#"#"!"),8$5$88$
$6~LlL)4
\<J4‘4^$L0;.HNOCˆC!C2!'?4
#Q5?!"$-)$5$6A+?+Y1
<;Q?t$06!",K$L)1$.#"7?
"o$.,%<&•4
•)$V01<=u+?+YuJ4Gvv$0
6ˆC!C2!$V$-L/0)HNO;.$-
)5D
8/;.$-)5)8$%•uvwS
<=S
w
8/;.HN#•uvwS
4<=S
w#"
N
w4
Nếu sử dụng bộ PID với •uvwS
4<=S
w#"
N
wJ
O
w4
2.4 Thiết kế bộ PID kinh điển điều khiển đối tượng lò nhiệt.
2.3.1.S,$06);.$-)54
\"-$06Dbuvw
'o$.$06);.$5)5D
8!QA$@)0 •!)D
'o$.$06);.$-)5D
\<J4P'$06);.$-)54
Q+TD\0D
6o$-YD’+wl
o$.Do$wGJRl
•!€X#"0!$.wl
cHAˆC!Cy!'?$5$-)54
….$-)5"-DS
4wS
44
8!QA$@)00 •!)YD
'o$.0);.$-)5)Y
145\0D
6o$-YD’+wG†s
o$.Do$wPll
•!€wl#"0!$.wG
8!QA$@)00 •!)YD
'o$.0);.$-)5)Y
145\0D
6o$-YD’+wG†s
o$.Do$wR
•!€wl#"0!$.wl
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH NHIỆT ĐỘ LÒ
NHIỆT BẰNG PID MỜ.
1. 0)67,-%
F5!€#$-)5;.HNO$6+C.,$
('$-)5a!‹O!4e8)8;.
HNO)$5 AˆC!C2!FC2
\C2•C•)KSj"/
AYHNO-u8)8 -v$37!"A‡
#8)8;.$-)5HNO4
2. #)89/"':;<%
\<P4GDA$I$-)5;.HNOk4
k1<=;.HNOD
k.;.$-YHNO$#"Cuv$uv1<=D
ruvwS
\:Db
HNO
wS
ŽŽS
O
4
$D
N
w #"D
O
w
F0SHNOSHSNSO;.$-)5HNO$6Y$L
C~;.$-)5 !Cuv#"$%"C{
!4F-AY$L0;.HNOY$L
o8" Y$L8A$A,#"t
A!"AY$Lˆ“)#"N4•$
#"$'$5$K#"<Y$L764
3. =>2':;%
\<P4J4QY$LHNO
%!3QG!Q$-)5%$5Bq$=D
SH!SOX#"SNX4
%!3Q;G,$.#=!0$=DSHXSO!#"SNX4
%!3QG#"G=0G#";G4
4. &--':;<3(?@5
\"-$06Dbuvw
a. Miền giá trị vật lí của các biến ngôn ngữ.
•!$.Z$6=-L~yGJlF$8GJlF4
0$.;8$KOZ!L;8$K~ylŠlF$8
lŠlF4
b) Các biến ngôn ngữ
$.;8$K!OZw4#!")<!?U4 #"Db@J
;8D
Ž•!ZwbL$.$ybL$.$:
Ž0
Db@P;8D
ŽSHD\0•!4
ŽSND\0734
ŽSOD\0#34
•0!6;81&D
Zw”3-3#~37“ 1A7A#~A-•
Zw”aGaeGaNGˆZGONGOeGOG•
OZw”3-3#~37“ 1A7A#~A-•
OZw”aJaeJaNJˆZJONJOeJOJ•
SH{SOw”“ 1X;<!?!•w”ˆ•\er••
ˆ•kr
SNw”'G'J'P'E'R•w”kGkJkPkEkR•
c) Luật hợp thành.
QY$LS
H
K
P
DET
aJ aeJ aNJ ˆZJ ONJ OeJ OJ
ET
aG • • • • • • •
aeG
aNG er er er er er er er
ˆZG ˆ• ˆ• ˆ• ˆ• ˆ• ˆ• ˆ•
ONG er er er er er er er
OeG
OG • • • • • • •
QY$LS
O
4
K
P
DET
aJ aeJ aNJ ˆZJ ONJ OeJ OJ
ET
aG • • • • • • •
aeG er er er
aNG er er er er er er er
ˆZG ˆ• ˆ• ˆ• ˆ• ˆ• ˆ• ˆ•
ONG er er er er er er er
OeG er er er
OG • • • • • • •
QY$LS
N
4
K
P
DET
aJ aeJ aNJ ˆZJ ONJ OeJ OJ
ET
aG kG kG kG kG kG kG kG
aeG kP kJ kJ kG kJ kJ P
aNG kE kP kJ kG kJ kP E
ˆZG kR kE kP kJ kP kE R
ONG kE kP kJ kG kJ kP E
OeG kP kJ kJ kG kJ kJ P
OG kG kG kG kG kG kG kG
G
S0YS
O
4
Y$LS
O
4
8!Q,ZD
8!Q,OZD
8!Q,S
O
D
4
S;!Q6"D
F…07!Q6"Y$LS
O
4
:7$;.$-)5HNOY$LS
O
D
