báo cáo thí nghiệm điều khiển quá trình

BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

Họ và tên : Lê Văn Nam.
MSSV: 20152554.
Mã lớp thí nghiệm: 672108.
Lớp: ĐK&TĐH 06- K60.

Số liệu trong bài thí nghiệm:
•

Giá trị thiết lập: Start time: 0.0
Type: fixed-step

stoptime: 12500
Solver: ode4(Runge-Kutta)

Fixed-step size (fundamental sample time):0.2
•

Tham số của khối Single-tank:
Couse number: 60
Class number: 21
Name list number: 54

BÀI 1: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÌNH MỘT MỨC.


1.

Sử dụng simulink xác định các tham số của mô hình.

Ta xây dựng mô hình sau :

Ta có đáp ứng hàm quá độ như sau:

Kẻ tiếp tuyến của đồ thị:


Ta tính được giá trị k, T là:

T= 2,75.

k = tan = = 2,22 .
Ta xác định được hàm truyền của hệ là :
Ta kiểm tra lại đáp ứng quá độ bằng mô hình sau:


Ta được đồ thị đáp ứng quá độ và đồ thị đáp ứng mô phỏng trên cùng 1 đồ thị :


Do đồ thị hàm truyền chưa được sát với đồ thị gốc nên ta thực hiện điều chỉnh .
Điều chỉnh ra được : với T = 2.75 , k= 2.68
Thì ta được đồ thị như hình bên dưới.

2.

Tính toán bộ điều khiển PID
Ta tính được T= 2.75 và k= 2.68 ở phần trên .
Dựa vào đó ta tính được bộ diều khiển PID theo bảo dưới là :
P

PI
PID

3.

Kp
0.373
0.336
0.448

Sử dụng sách lược điều khiển truyền thẳng.
Lưu đồ P&ID của sách lược là :

Ti
9.17
5.5

Td
1.375


Thông số PID là:
PID
Mô hình trên simulink.

Ta nạp thông số PID vào:

Kp
0.488

Ti
5.5

Td
1.375


Sau khi mô phỏng ta được kết quả:

4.

Sử dụng sách lược điều khiển phản hồi vòng đơn.
- Lưu đồ P&ID của sách lược này là.


Mô hình trên simulink.

-

-

Sử dụng bộ điều khiển P : có Kp = 0.373.


-

Sử dụng bộ điều khiển PI có Kp= 0.336, Ti=9.17.

-

Sử dụng bộ điều khiển PID có Kp=0.448 , Ti=5.5 , Td=1.375.


-

Sử dụng khâu PID chống bão hòa tích phân:
Mô hình :

Với giá trị của khối Saturation: + Upper limit =1
Ra khối ngoài và thực hiện sơ đồ:


Sau khi mô phỏng ta được kết quả là :

5. Sử dụng sách lược điều khiển tầng:
5.1.
Trường hợp không đo lưu lượng
- Lưu đồ P&ID của sách lược này là:

ra.


-

Mô phỏng trên simulink:

-

Trường hợp sử dụng bộ điều khiển P/P: với PID1: Kp = 10000
PID2: Kp = 0.373 .

Kết quả mô phỏng được là :


-

Trường hợp sử dụng bộ điều khiển P/PI-RW: với PID1: Kp= 10000.
PID2: Kp= 0.336 , Ti=9.17.
Kết quả mô phỏng được là:


-

Trường hợp sử dụng bộ điều khiển P/PID-RW: với Kp= 10000
Kp= 0.448 , Ti=5.5 , Td = 1.375.


Kết quả mô phỏng thu được là :

5.2.

Trường hợp đo lưu lượng ra .
Lưu đồ P&ID của sách lược là :


Mô phỏng trên simulink:

-

Trường hợp sử dụng bộ điều khiển P/P: với PID1 : Kp= 10000.
PID2: Kp = 0.373 .

Kết quả mô phỏng thu được :


-

Trường hợp sử dụng bộ điều khiển P/PI-RW: có PID1 : Kp = 10000,
PID2 : Kp = 0.336 , Ti = 9.17 .


Kết quả mô phỏng thu được là :

-

Trường hợp sử dụng bộ điều khiển P/PID-RW: có PID1: Kp = 10000


PID2 : Kp = 0.448 ; Ti = 5.5 ; Td = 1.375.
Kết quả mô phỏng thu được là:



-

-

BÀI 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
HAI BÌNH MỨC THÔNG NHAU
1. Xây dựng hệ điều khiển bình 2 mức.
Mô hình bình 2 mức là :

Kết quả thu được:
Bình 1:


Thu được tham số bình 1 là : T1 = 2.7 ; K1 = 3.01.
Tương tự với bình 2:


-

Thu được tham số bình 2 là : L = 1; T2 = 3.5 ; K2=0.5
Xây dựng mô hình kiểm chứng:

Hiệu chỉnh tham số: thu được bộ tham số.

Sơ đồ bình 1:


Sơ đồ bình 2:

Điều khiển phản hồi chống bão hòa tích phân.
Lưu đồ P&ID của mô hình:
2.

-


-

Mô hình trên simulink.

-

Thông số bộ PID bình 1:
P
PI
PID

-

Kp
0.273
0.246
0.328

Ti
8.33
5.0

Td
1.25

Thông số bộ PID bình 2:
P
PI
PID

Kp
0.5
1.8

2.4

Ti
9.1
5.5

Td
1.375