BÀI THÍ NGHIỆM 5 QUẠT VÀ TẤM PHẲNG

BÀI THÍ NGHIỆM 5

QUẠT VÀ TẤM PHẲNG

Page 1 of 21


I. Phaቹ n1:GiớiThiệ u
I.1 Giới thiệu chung
Giới thiệu:
Mô hình quạt và tấm phẳng được thể hiện qua Hình 1. Mô hình này mô tả hoạt động của các đối
tượng khí động học, mục tiêu điều khiển là góc của tấm phẳng bằng cách điều khiển luồng gió
thông qua tốc độ quạt. Sự biến động của không khí xung quanh tấm phẳng xem như là nhiễu
động của mô hình. Mô hình này có ý nghĩa rất lớn trong các hệ thống khí động học như trực
thăng, máy bay bốn cánh, xe hơi ứng dụng khí động học.

Hình 1: Mô hình quạt và tấm phẳng
Mô hình này bao gồm các đặc trưng sau:
• Hệ thống sử dụng động cơ để thay đổi tốc độ quạt điều khiển dòng khí, vì vậy hệ thống
chịu ảnh hưởng của đặc tính động cơ; do đó dòng khí không thể tác động ngay tức thì vào
tấm phẳng khi điện áp motor thay đổi.
• Quá trình này chứa thời gian trễ, vì vậy cần phải có thời gian để dòng khí tác động vào
tấm phẳng.
• Đĩa đóng vai trò như một con lắc vì vậy hệ thống bị ảnh hưởng của cộng hưởng.
• Nhiễu động của và áp suất ngoài và dòng khí tác động lên hệ thống.

Page 2 of 21


• Ngoài ra, việc thay đổi khối lượng trên đĩa sẽ thay đổi thời hằng của hệ thống cũng như
nhiễu tải.

I.2 Mô tả phần cứng:
Trong mô hình quạt và tấm phẳng, chúng ta khảo sát ảnh hưởng của ngõ và tốc độ quạt tới góc
nghiêng của tấm phẳng. Mô hình được khảo sát trong 2 trường hợp như Hình 2 và Hình 3
nhằm khảo sát ảnh hưởng của thời gian trể lên hoạt động của mô hình.
Sơ đồ khối phần cứng được mô tả như ở Hình 4. Trong đó, bo mạch PC104CARD là phần cứng
trung tâm trong bài thí nghiệm. Bo mạch PC104CARD xây dựng trên nền tảng FPGA của Altera
có khả năng giao tiếp với máy tính thông qua phần mềm Matlab/ Simulink/ Real-time Windows
Target với các tính năng sau:

• Digital Input / Digital Output: 8 DI / 8 DO.
• Điều rộng xung (PWM): 4 kênh độ phân giải 0.1% (~ 10bit).
• Encoder: 4 kênh encoder x4.
• Analog Input: 4 kênh ADC 12bit tầm đo 0 – 10V.
• Analog Output: 3 kênh DAC 12bit tầm 0 – 2V.
• Giao tiếp với máy tính thông qua cổng máy in theo chuẩn EPP.
Động cơ DC sử dụng trong bài thí nghiệm có điện áp định mức 24VDC và encoder độ
phân giải 400 xung/vòng. Tín hiệu điều rộng xung Pulse và hướng Dir sẽ điều khiển động cơ
chạy với tốc độ và chiều quay mong muốn:
• Điện áp cấp cho động cơ sau khi qua Motor Driver sẽ bằng TPWM * 24 /1000 (V), trong đó
TPWM là giá trị điều rộng xung từ (0 – 1000) tương ứng với độ phân giải 0.1%.
• Tốc độ của động cơ (đơn vị vòng/phút) được tính theo phương pháp đo thời gian một
chu kỳ xung encoder A và hướng quay được xác định thông qua so sánh lệch pha của 2
tín hiệu encoder A và B.
• Vị trí của động cơ được tính toán qua mạch encoder x4, có nghĩa là khi động cơ quay 1
vòng (3600) ta sẽ đọc được 4x400 = 1600 xung.

Ngõ ra Analog Output (AO) cho ra giá trị tốc độ và vị trí hiện tại của động cơ theo giá trị
analog. Kênh AO thứ nhất xuất ra giá trị từ (0V – 2V) dùng cho giá trị đặt, kênh AO thứ hai
xuất ra giá trị từ (0V – 2V) tương ứng với tốc độ quay của động cơ từ (0 rpm – 1000 rpm), kênh

AO thứ ba xuất ra giá trị từ (0V – 2V) tương ứng với vị trí của động cơ từ (0 vòng 00 – 10
vòng). Ngõ vào Analog Input nhận tín hiệu điều khiển analog để xuất ra tín hiệu điều rộng xung
tới động cơ.

Page 3 of 21


lm
lp

Hình 2:Mô hình quạt và tấm phẳng khi quạt được đặt ở gần (vị trí 1)

Hình 3:Mô hình quạt và tấm phẳng khi quạt được đặt ở gần (vị trí 2)

Page 4 of 21


Hình 4:Sơ đồ kết nối giữa mô hình và máy tính

I.3 Phần mềm
Phần mềm sử dụng trong các bài thí nghiệm này là bộ phần mềm Matlab/ Simulink/ Realtime Windows Target. Công cụ Real-time Windows Target cho phép mô hình Simulink có khả
năng kết nối với phần cứng bên ngoài và chạy theo thời gian thực. Để biên dịch và chạy mô hình
Simulink liên kết với phần cứng sinh viên phải thực hiện các bước trình tự sau:
• Tạo hoặc mở một file simulink như ở Hình 5.
• Vào menu Simulation -> Configuration, chọn mục Solver để cài đặt các thông số
về thời gian mô phỏng (Simulation time) và phương pháp mô phỏng (Solver
Options) như ở Hình 6.
• Vào menu Tool -> Real-Time Workshop -> Build Model (hoặc nhấn chuột trái
vào biểu tượng Incremental Build) để biên dịch mô hình.
• Sau khi mô hình biên dịch thành công, vào menu Simulation -> Connect To Target

(hoặc nhấn chuột trái vào biểu tượng Connect To Target) để kết nối mô hình
Simulink tới phần cứng.
• Vào menu Simulation -> Run (hoặc biểu tượng Run) để tiến hành chạy mô hình.

Page 5 of 21


Run

Connect To Target

Incremental Build

Hình 5: Mô hình Simulink kết nối phần cứng

Hình 6: Cài đặt thông số

Page 6 of 21


II. Phaቹ n2:Cơsởlý thuyeቷ t
II.1 Cơ sở lý thuyết:
II.1.1 Mô hình tuyến tính của hệ thống quanh điểm làm việc bất kỳ:
Về mặt vật lý, động học của hệ thống có thể được chia thành 3 thành phần theo sơ đồ Hình 7:

Hình 7:Sơ đồ khối của hệ quạt và tấm phẳng
1. Mô hình động cơ
Hàm truyền mô tả liên hệ giữa tốc độ quạt Ω( s) và điện áp ngõ V (s) vào:

G1 ( s ) =

Ω( s )
K1
=
V ( s ) T1s + 1

(1)

Trong đó T1 là thời hằng motor,
2. Mô hình dòng khí đi từ cánh quạt đến tấm phẳng
Phương trình liên hệ giữa tốc độ quạt và lực đẩy tác động lên tấm phẳng:

F = k Ω2

(2)

Hàm truyền mô tả thời gian để dòng khí từ cánh quạt đến tấm phẳng:

G2 ( s ) = e −τ s

(3)

Trong đó, τ là thời gian trễ giữa của luồng khí từ cánh quạt đến tấm phẳng
3. Mô hình mô tả liên hệ của lực tác động lên tấm phẳng
Hàm truyền mô tả tác động của dòng khí và góc nghiêng của tấm phẳng:
G3 ( s ) =

ψ (s)
F ( s)

=

AlP cosψ 0
Js + bs + MglM cosψ 0 + F0 AlP sinψ 0
2

(4)

Page 7 of 21


Trong đó A là tiết diện tấm phẳng; J là moment quán tính của tấm phẳng; ψ 0 là góc làm việc
l p là khoảng cách giữa tâm quay và tâm của lực tác động; lM là khoảng cách giữa tâm quay và

trọng tâm của tấm phẳng; b hệ số damping.
II.1.2 Thiết kế bộ điều khiển PID dùng phương pháp Ziegler-Nichols cho hệ bậc 2:
Khảo sát hệ kín theo sơ đồ Hình 8:
Cho K= 0, chỉnh u0 để ngõ ra của hệ thống về gần điểm làm việc mong muốn. Trong thí nghiệm
này, góc làm việc là 100 được xem là tuyến tính xung quanh điểm cân bằng 00; do vậy sinh viên
có thể cho u0 = 0 để khảo sát.
Đặt ngõ vào R = θ 0 = 100 là góc điều khiển mong muốn. Tăng K cho đến khi kết quả điều khiển
dao động như Hình 9. Từ đó xác định K gh (giá trị K mà hệ thống dao động) và chu kỳ tới hạn
Tu (chu kỳ dao động của ngõ ra) của hệ thống.
Các thông số của bộ điều khiển PID cho hệ thống được xác định theo bảng sau:
Bảng 1: Thông số bộ điều khiển PID theo phươngZiegler-Nichols pháp
Kp
Ti
Td
P controller

0.5K gh

PI controller

0.45 K gh

PID controller

0

∞
Tu

0.6 K gh

0

1.2

Tu

Tu

2

8

Chú ý từ Ti, Td ta tính hệ số Ki và K d như sau:

Ki = K p / Ti

K d = K p * Td

E
R

K

Plant

Y

u0
Hình 8: Sơ đồ khối khảo sát Kgh và Tu

Page 8 of 21


Tu

Hình 9: Đồ thị đáp ứng tại Kgh
II.1.3 Phương pháp vẽ biểu đồ Bode cho hệ thống thực:
Xét một hệ thống tuyến tính với ngõ vào sóng sine. Trong lý thuyết điều khiển ta biết rằng đáp
ứng ngõ ra cũng là sóng sine có cùng tần số nhưng biên độ và pha khác nhau như ở Hình 10. Tỉ
số giữa biên độ ngõ ra với biên độ ngõ vào sẽ thay đổi theo tần số của sóng sine ngõ vào. Độ
lệch pha giữa sóng sine đầu vào và tín hiệu đầu ra cũng phụ thuộc vào tần số sóng sine ngõ vào.

Hình 10: Đáp ứng của hệ thống khi tín hiệu vào dạng sine ở trạng thái xác lập
Giả sử tín hiệu vào có dạng:

r (t ) = Ar sin(ωt )

(5)

Khi đó, đáp ứng ngõ ra ở trạng thái xác lập sẽ có dạng:
Page 9 of 21


y (t ) = Ac sin(ωt + ϕc )

(6)

Biên độ được định nghĩa như sau:
G ( jω ) =

Ac
Ar

(7)

Và độ lệch pha giữa ngõ ra và ngõ vào là:

∠G ( jω ) = ϕc =

3600
3600
∆t =
ω.∆t
T
2π

(8)

Page 10 of 21


III. Phaቹ n3:Chuaቻ nbịThı́nghiệ m
III.1 Mục đích thí nghiệm:
Mô hình quạt và tấm phẳng chứa rất nhiều thông số ảnh hưởng đến hệ thống như: thời hằng
motor, thời gian trễ của luồng khí, cực cộng hưởng và đặc biệt là chịu sự ảnh hưởng của nhiễu
động lớn. Ngoài ra, mô hình này là một mô hình phi tuyến, cho phép sinh viên có thể khảo sát

hệ thống ở các điểm làm việc khác nhau.
Trong bài thí nghiệm này, sinh viên tập trung khảo sát các vấn đề sau:
• Liên hệ giữa tốc độ quay của motor và lực đẩy của quạt.
• Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trễ lên chất lượng và đáp ứng của hệ thống.
• Khảo sát và thiết kế bộ điều khiển PID xung quanh điểm làm việc tĩnh. Khảo sát ảnh
hưởng của các đặc tính phi tuyến của hệ thống lên chất lượng điều khiển.
• Xây dựng biểu đồ Bode cho hệ thống. Từ đó xây dựng bộ điều khiển đảm bảo chất
lượng điều khiển dựa trên phương pháp biểu đồ Bode.

III.2 Chuẩn bị thí nghiệm:
Sinh viên thực hiện mô phỏng mô hình ở mục II.1.1 với các thông số sau:
Tiết diện tấm phẳng A = 0.06 m 2
Moment quán tính J = 0.007 kgm2
Góc làm việc ψ 0 = 100
Khoảng cách giữa tâm quay và tâm của lực tác động l p = 0.17 m
Khoảng cách giữa tâm quay và trọng tâm của tấm phẳng lM = 0.15m
Hệ số damping b = 0.01
Thời hằng của motor: T1 = 0.1s
Giã sữ nhiễu tác động lên hệ thống là nhiễu trắng với công suất là 0.001

Hệ số khuếch đại: K1 = 1000
1. Khảo sát đáp ứng của hệ thống trong ba trường hợp đối với thời gian trễ τ = 0 , τ = 0.02s
và τ = 0.1s .
2. Khảo sát và thiết kế bộ điều khiển PID cho trường hợp τ = 0.02s .
3. Khảo sát biểu đồ bode của hệ thống. Thiết kế bộ điều khiển sớm trễ pha để hệ thống thỏa
mãn yêu cầu GM > 10dB , ΦM > 450 . Kiểm tra đáp ứng hệ thống sau khi thiết kế.

Page 11 of 21


IV. Phaቹ n4Thı́nghiệ mvà Keቷ tQuả
IV.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát vật lý hệ thống:
Trong thí nghiệm này, sinh viên khảo sát 2 yếu tố sau:
• Khảo sát liên hệ giữa điện áp và tốc độ quạt K1 =

Ω
ở phương trình (1)
V

• Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quạt và góc nghiêng của hệ.

Từ mô hình lý thuyết của hệ thống ở mục II.1.1, trong phạm vi góc khảo sát nhỏ, ta có
thể xem liên hệ giữa góc nghiêng và tốc độ quat theo công thức sau.

ψ = k0 Ω 2

(9)

Trình tự thí nghiệm
a. Mở file fan_plate_gain.mdl

b. Đặt điện áp điều khiển ngõ vào là 3V
c. Biên dịch chương trình và chạy (xem hướng dẫn ở mục I.3)
d. Mở Scope, ghi nhận kết quả tốc độ quat và góc nghiêng ở trạng thái xác lập gi kết quả
vào các Bảng tương ứng
e. Lặp lại các bước b. đến d. với các điện áp còn lại như trong Bảng 2 và Bảng 3.

IV.1.1 Trường hợp 1:
Đặt quạt ở vị trí 1 như Hình 2, thay đổi điện áp từ thấp đến cao, xác định góc nghiêng của tấm
phẳng, ghi giá trị vào Bảng 2.
Chú ý: góc nghiêng được xác định ở vị trí xác lập.

Bảng 2: Liên hệ giữa tốc độ quạt và góc nghiêng của tấm phẳng trường hợp 1
Điện áp (V)

6

8

10

12

14

16

18

Tốc độ ( Ω )
Góc ( Ψ )

K1
k0

Page 12 of 21


Dựa vào Bảng 2 sinh viên vẽ các đồ thị của K1 và k0 . Nhận xét.

IV.1.2 Trường hợp 2
Đặt quạt ở vị trí 2 như Hình 3, thay đổi tốc độ của quạt từ thấp đến cao, xác định góc nghiêng
của tấm phẳng, ghi giá trị vào Bảng 3.

Bảng 3: Liên hệ giữa tốc độ quạt và góc nghiêng của tấm phẳng trường hợp 2
Điện áp (V)

6

8

10

12

14

16

18

Tốc độ ( Ω )

Góc ( Ψ )
K1
k0

Dựa vào Bảng 3, sinh viên vẽ các đồ thị của K1 và k0 . Nhận xét.

***Nhận xét chung:

IV.2 Thí nghiệm 2: Thiết kế bộ điều khiển PID dùng phương pháp Ziegler-Nichols
Trong thí nghiệm này, sinh viên sẽ khảo sát những vấn đề sau:
• Ứng dụng phương pháp Ziegler-Nichols vòng kín để thiết kế bộ PID điều khiển góc

nghiêng của tấm phẳng tại góc làm việc θ = 100
• Khảo sát ảnh hưởng của các thông số PID lên chất lượng điều khiển.
• Khảo sát ảnh hưởng của tính phi tuyến của hệ thống trong trường hợp góc làm việc cần

điều khiển khác nhau.
Page 13 of 21


IV.2.1 Khảo sát các thông số tới hạn và thiết kế bộ điều khiển PID
Trình tự thí nghiệm:
a. Mở file fan_plate_PID.mdl

b. Đặt góc điều khiển mong muốn là θ = 100
c. Đặt thông số bộ PID: Kp = 0.4 ; Ki = 0 ; Kd = 0 .
d. Biên dịch chương trình và chạy (xem hướng dẫn ở mục I.3)
e. Mở Scope, kiểm tra đáp ứng góc nghiêng của đĩa
f. Lặp lại bước c. với độ tăng ∆K p = +0.2 và bước e. cho đến khi hệ thống bắt đầu không
g.

h.
i.
j.
k.

ổn định
Lưu lại đồ thị, xác định Kgh và Tu.
Tính toán các thông số PID theo bảng Bảng 1.
Nhập lại thông số bộ PID vừa tính toán được.
Biên dịch chương trình, chạy và lưu kết quả điều khiển.
Thay đổi thông số theo yêu cầu ở các thí nghiệm IV.2.3 và IV.2.4. chạy và lưu kết quả
điều khiển

IV.2.1.1

Trường hợp 1:

Đặt quạt ở vị trí 1 như Hình 2
Khảo sát các thông số của hệ thống
Khảo sát hệ thống theo mục II.1.2. Tìm các thông số của hệ thống. (Chú ý: Thí nghiệm này
không tìm được Kgh mà tại đó hệ thống dao động điều hòa. Trong trường hợp này Kgh là ngưỡng
mà hệ thống đi từ ổn định sang không ổn định.)
K gh =

Tu =
Đáp ứng của hệ thống tại K gh :

Page 14 of 21

Thông số Bộ điều khiển
Kp = Kp0 =
Ki = Ki0 =
Kd = Kd0 =
( Sinh viên chú ý các thông sô PID này để sử dụng trong thí nghiệm IV.2.3)
Từ bộ PID thiết kế, vẽ đáp ứng của hệ thống, cho biết thời gian lên, thời gian xác lập sau thiết
kế.

IV.2.2 Trường hợp 2:
Đặt quạt ở vị trí 2 như Hình 3,
Khảo sát các thông số của hệ thống
Khảo sát hệ thống theo mục II.1.2. Tìm các thông số của hệ thống. ( Chú ý: Trong trường hợp

này Kgh cũng được tìm giống như trường hợp 1)
K gh =

Tth =
Đáp ứng của hệ thống:

Page 15 of 21


Thông số Bộ điều khiển
Kp = Kp1 =
Ki = Ki1 =
Kd = Kd1 =
Từ bộ PID thiết kế, vẽ đáp ứng của hệ thống, cho biết thời gian lên, thời gian xác lập sau thiết
kế.

***Nhận xét chung cho kết quả thiết kế và điều khiển trong 2 trường hợp:

IV.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số điều khiển:
Khảo sát ảnh hưởng của các thông số lên hệ thống trong trường hợp Quạt đặt ở vị trí 1
1. Ảnh hưởng của Kp
Cho Ki = Ki 0 , Kd = Kd 0 thay đổi Kp =

Kp0
và Kp = 2 × Kp0 ; so sánh và đánh giá kết quả
2

điều khiển.(Chú ý: Kp0, Ki0, Kd 0 : là thông số bộ điều khiển PID trong trường hợp IV.2.1.1).
Vẽ đáp ứng của hệ thống trong cả 3 trường hợp Kp = Kp0 , Kp =
Thí nghiệm

Kp =

Kp0
2

Kp0
và Kp = 2 × Kp0
2

Kp = Kp0

Kp = 2 × Kp0

POT
Thời gian xác lập
Sai số xác lập

Nhận xét ảnh hưởng của Kp đến chất lượng hệ thống:

Page 16 of 21


2. Ảnh hưởng của Ki
Cho Kp = Kp0 , Kd = Kd 0 thay đổi Ki =

Ki 0
và Ki = 2 × Ki 0 ; so sánh và đánh giá kết quả
2

điều khiển. (Chú ý: Kp0, Ki0, Kd 0 : là thông số bộ điều khiển PID trong trường hợp IV.2.1.1)
Vẽ đáp ứng của hệ thống trong cả 3 trường hợp Ki = Ki 0 , Ki =
Thí nghiệm

Ki =

Ki 0
2

Ki 0
và Ki = 2 × Ki 0
2

Ki

Ki = 2 × Ki 0

POT
Thời gian xác lập
Sai số xác lập
Nhận xét ảnh hưởng của Ki đến chất lượng hệ thống:

3. Ảnh hưởng của Kd
Cho Kp = Kp0 , Ki = Ki 0 thay đổi Kd =

Kd 0
và Kd = 2 × Kd 0 ; so sánh và đánh giá kết quả
2

điều khiển (Chú ý: Kp0, Ki0, Kd 0 : là thông số bộ điều khiển PID trong trường hợp IV.2.1.1)
Vẽ đáp ứng của hệ thống trong cả 3 trường hợp Kd = Kd 0 , Kd =
Thí nghiệm

Kd =

Kd 0
2

Kd

Kd 0
và Kd = 2 × Kd 0
2
Kd = 2 × Kd 0

POT
Thời gian xác lập

Sai số xác lập

Nhận xét ảnh hưởng của Kd đến chất lượng hệ thống:

Page 17 of 21


IV.2.4 Khảo sát kết quả điều khiển ở các góc đặt khác nhau
Đặt quạt ở vị trí 1 như Hình 2, với thông số điều khiển PID trong trường hợp IV.2.1.1,
xác định đáp ứng của hệ thống cho các trường hợp góc đặt mong muốn là θ d = 50 ,100 ,150 .
Nhận xét kết quả điều khiển POT , exl , t xl và giải thích:

IV.3 Thí nghiệm 3:
Trong thí nghiệm này, sinh viên sẽ khảo sát hệ thống dùng phương pháp biểu đồ Bode xung
quanh điểm θ = 100 . Trên cơ sở đó, sinh viên xây dựng bộ điều khiển dựa trên Bode thu được.
Hướng dẫn: từ kết quả điều khiển ở Thí nghiệm IV.2, xác định điện áp u = u 0 tại điểm làm
việc ψ = ψ 0 = 100 . Cho điện áp vào dạng sin u = u 0 + A0 sin ωt với các tần số thay đổi từ thấp
đến cao, xác định biên độ và pha cho từng tần số, từ đó xây dựng biểu đồ Bode cho hệ thống.
Chú Ý:
• Biên độ sóng sin A0 không quá lớn để đảm bảo đáp ứng ngõ ra dao động quanh điểm

ψ = ψ 0 = 100 ( ψ = 50 ÷ 150 ).
• Thời gian khảo sát phải đủ lớn để đảm bảo đáp ứng của hệ thống ở trạng thái xác lập.
Trình tự Thí nghiệm
a. Mở file fan_plate_response.mdl
b. Cài đặt biên độ sóng sine bằng A0 = 2

c. Cài đặt tần số sóng sine ω = 0.1( rad / s ) .
d. Biên dịch chương trình và chạy (xem hướng dẫn ở mục 3.2)
Page 18 of 21

e. Mở scope để xem đáp ứng, xác định tỉ số biên độ giữa tín hiệu ngõ ra và tín hiệu đặt
A / A0 , xác định độ trễ pha ϕ giữa hai tín hiệu bằng cách đo thời gian ∆t
f. Ghi lại các kết quả vào Bảng. Lưu ý: biên độ tín hiệu phải được tính bằng cách chia
khoảng cách giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất cho 2 vì giá trị trung bình 0 có thể không
xác định chính xác trên scope
g. Lặp lại các bước c. đến f. với các tần số còn lại như trong Bảng.
IV.3.1 Trường hợp 1:
Đặt quạt ở vị trí 1 như Hình 2

Vẽ đáp ứng, tìm các thông số tương ứng và điền vào Bảng 4
ω(rad/s)

A

Bảng 4: Khảo sát biểu đồ Bode trong trường hợp 1
0.1
1
5
10
15

20

A0

L(dB)

∆t

∆ϕ (0)

Vẽ biểu đồ Bode cho hệ thống:

Dựa trên biểu đồ Bode; Xác định tần số cộng hưởng của hệ, tìm độ dự trữ biên và độ dự trữ pha
của hệ thống.

Page 19 of 21


IV.3.2 Trường hợp 2:
Đặt quạt ở vị trí 2 như Hình 3, Vẽ đáp ứng, tìm các thông số tương ứng và điền vào Bảng 5
Bảng 5: Khảo sát biểu đồ Bode trong trường hợp 1
ω(rad/s)

A

0.1

1

5

10

15

20

A0

L(dB)

∆t

∆ϕ (0)

Vẽ biểu đồ Bode cho hệ thống:

Dựa trên biểu đồ Bode; Xác định tần số cộng hưởng của hệ, tìm độ dự trữ biên và độ dự trữ pha
của hệ thống.

Page 20 of 21


V.Bá ocá othı́nghiệ m
1. Trình bày kết quả mô phỏng mục III.2 Chuẩn bị thí nghiệm:

2. Vị trí quạt ảnh hưởng như thế nào đến hệ số k ở IV.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát vật lý hệ
thống:.

3. Vị trí quạt ảnh hưởng như thế nào đến K gh và Tu ở IV.2 Thí nghiệm 2: Thiết kế bộ điều
khiển PID dùng phương pháp Ziegler-Nichols.

4. Ảnh hưởng của các thông số Kp, Ki, Kd ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng điều
khiển của hệ thống IV.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số điều khiển:. So sánh với
kết quả khảo sát mô phỏng?

5. Nhận xét chất lượng điều khiển khi trong trường hợp điều khiển cho các điểm làm việc
tỉnh khác nhau ở IV.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số điều khiển:. Giải thích?

6. Xác định đỉnh cộng hưởng, tần số cộng hưởng ở IV.3 Thí nghiệm 3:. Xác định hàm
truyền của hệ thống trong 2 trường hợp.

7. Tính độ dự trữ biên, pha của hệ thống. Thiết kế bộ điều khiển dựa trên kết quả khảo sát
trong trường hợp quạt ở vị trí 1 để đảm bảo GM > 10dB , ΦM > 450

Page 21 of 21