tiểu luận môn điều khiển quá trình nâng cao

Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

NHẬN XÉT
………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

1


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

LỜI CÁM ƠN

Để hồn thành tốt tiểu luận mơn Điều Khiển Quá Trình Nâng Cao này em
xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS. Lê Hùng Lân đã nhiệt tình hướng dẫn và
giúp đỡ cho em trong xuốt thời gian thực hiện tiểu luận này.
Em cũng chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Trường Đại Học Giao
Thông Vận Tải Hà Nơi nói chung vàq thầy cơ trong Trường Đại Học Giao
Thơng Vận Tải cơ sở 2 TP Hồ Chí Minh nói riêng đã trang bị kiến thức quý báu
cho em hoàn thành tốt tiểu luận này.
Tuy đã cố gắng hoàn thành tốt tiểu luận nhưng do kiến thức còn hạn chế
mong thầy thông cảm và giúp đỡ cho em. Em xin chân thành cảm ơn

Học viên thực hiện

Nguyễn Thị Tố Nga

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

2


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

Đề bài:
Giả sử động học đối tương được chia làm 2 thành phần: nhanh và chậm
với các hàm truyền:
1

Pnh = s +2

,

1

Pch= (1+0.1 s )6

Hãy tổ hợp hệ thống điều khiển 2 vòng cho đối tượng trên theo phương
án sử dụng một bộ điều khiển.
Bài làm:
Hệ thống cấu trúc theo sơ đồ sau:

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

3


Điều Khiển Q Trình Nâ ng Cao

Ta có Pch=

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

1
1
= Pch= 1+ 0.6 s
6
(1+0.1 s )

Đối tượng Pch (s) bậc nhất
1

k

k =1
Pch (s) = 1+ 0.6 s = Ts+1 → T =0.6

{

kp

Nên C(s) = T . s
I
k . kp

W(s) = T . T . S2 +TI . S +k . kp
I
k . kp

W(s) = k . kp−TI .T w2 + j. T . w
I
k . kp

k . kp

|W ( jω)| =
|k . kp−T I .T w2 + j. T I .¿ ¿ = √2 ¿ ¿ ¿ ¿
2

2
k 2 . kp2
k
.
kp
¿ (s) =
= 2 2
¿¿
k . kp −2 k . kp T I T ω 2+T I 2 T 2 ω 4

Để |W ( jω)|≈ 1 ở ω nhỏ cần :
HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

4


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

TI 2- 2 k . kpTIT =0 → T I =2 k . kpT
kp
1
↔ =
T I 2 kT

Lúc đó : T I = 2.1.0,6.k p =1,2.k p
→C(s) =

kp

1,2kps

=

1
1,2. s

Với đối tượng Pch=

1
6 ta có bộ điều khiển PI sau:
(1+0.1 s )

Bộ điều khiển PI:
Ctd=kp(1+

1
1
) = k p(1+
)
sTI
s 1,2 k p

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

5


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

Kết quả thu được:

→

k p=60
k I =0.5

{

Từ bộ điều khiển ta xác định giá trị W ph sau:
1
1
)=
60(1+
)
sTI
72 s
1
1 T I.S
72 s
→ W ph=
=
Ctd
k p . 1+ T I = 60 (1+72 ) = 0,016.s
→ Ctd = k p(1+

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

6


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

Qua đó ta tính tốn được giá trị Ptd:
Ptd =Pnh(s).(Wph(s)+Pch)
1

= s +2 (0,016.s+
=

0,016. s
s+2

1
1+ 0,6. s )

1

+ ( s+ 2 ) (1+0,6. s)

Sử dụng Matlab simulink mô phỏng hệ thống vừa tính tốn:

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

7

Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

Kết quả thu được:

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

8


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

Từ đặc tính q độ ta tính tốn bộ điều khiển PID theo các bước sau:
T2 =2,

k T1
=0,5
T2

Kẻ tiếp tuyến → a=0,8 và b=3
→

b
a

3

= 0,8
¿

kp

P

TI

TD

3b
7.3
=
=10,
10 ak 10.0,8.1

5
PI

6.b
6.3
=
=2,2
10.a . k 10.0,8

4.0,8=3,2

5
PID

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

12.a
=1,92
5
9

21. a
=0,33
50


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

19.b
19.3
=
=3,5
20. a. k 20.0,8

6

Mô phỏng toan bộ hệ thống:

Kết quả thu được:

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

10


Điều Khiển Quá Trình Nâ ng Cao

PGS.TS.Lê Hù ng Lâ n

Nhận xét:
Tín hiệu ngõ ra bám theo tín hiệu ngõ vào cho dù có tín hiệu nhiễu.

HVTH: Nguyễn Thị Tố Nga

11