Bài giảng Hệ thống cơ điện tử: Chương 4 - TS. Ngô Hà Quang Thịnh

Chia sẻ: Conbongungoc09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống cơ điện tử: Chương 4 Các bộ phận điều khiển trong hệ thống cơ điện tử cung cấp cho người học những kiến thức như: Hệ thống điều khiển mở và phản hồi; hệ điều khiển tuần tự; điều khiển dựa trên vi xử lý; điều khiển số và các cổng logic, phương pháp điều khiển tỷ lệ, các thiết bị xử lý điều khiển;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống cơ điện tử: Chương 4 - TS. Ngô Hà Quang Thịnh

CÁC BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GV: TS Ngô Hà Quang Thịnh Khoa: Cơ-Điện-Điện Tử
TỔNG QUAN
TỔNG QUAN Thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển: • Mục tiêu điều khiển (input) • Các phần tử của hệ thống bao gồm bộ điều khiển và đối tượng điều khiển • Kết quả hay tín hiệu ra (output)
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VÀ PHẢN HỒI Hệ điều khiển nhiệt vòng hở: Hệ điều khiển nhiệt vòng phản hồi:
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN Phần tử so sánh Tín hiệu sai lệch = Tín hiệu giá trị chuẩn – Tín hiệu giá trị đo Phần tử điều khiển Phần tử hiệu hỉnh Yếu tố quá trình Phần tử đo • Nhiễu (disturbance) là những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN Như vậy đối với một hệ thống điều khiển nhiệt độ có phản hồi: • Đầu ra (biến đang dược kiểm soát): nhiệt độ căn phòng • Đầu vào (giá trị chuẩn): nhiệt độ yêu cầu cho căn phòng • Phần tử so sánh: sensor thuộc bộ ổn định nhiệt • Tín hiệu sai lệch: chênh lệch giữa giá trị thực và giá trị yêu cầu • Phần tử điều khiển: bộ ổn định nhiệt • Phần tử điều chỉnh: van khí • Quá trình: sưởi căn phòng
HỆ ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ
ĐIỀU KHIỂN DỰA TRÊN VI XỬ LÝ Bộ vi xử lí ngày nay thay thế nhanh chóng các bộ điều khiển cơ để thực hiện các năng điều khiển: • Đầu vào: là những tín hiệu từ những công tắc được đóng • Chương trình: quyết định đáp ứng với đầu vào của bộ điều khiển và cho tín hiệu đầu ra • Đầu ra: tín hiệu điều khiển thiết bị
ĐIỀU KHIỂN SỐ & CÁC CỔNG LOGIC Điều khiển tương tự (analog control): là điều khiển liên tục với tín hiệu đầu vào từ cảm biến và đầu ra tới cơ cấu kích truyền động (actuator) đang được thay đổi liên tục. Điều khiển số (digital control): là điều khiển không liên tục
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
PHƯƠNG PHÁP 2 BƯỚC Ví dụ: bộ ổn định nhiệt được sử dụng trong hệ thống sưởi trung tâm. • Là cơ cấu đóng/ngắt theo nhiệt độ: nếu nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ yêu cầu thì bộ phận nung sẽ ngắt. Nếu nhiệt độ căn phòng rơi xuống nhiệt độ thấp hơn yêu cầu , bộ phận nung được đóng Hành động điều khiển không liên tục nên xảy ra dao động quanh trạng thái yêu cầu Thường sử dụng cho quá trình có sự thay đổi rất chậm, độ chính xác không cao Giá thành rẻ, đơn giản
ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỶ LỆ Hàm truyền: U(s) G C (s) KP E(s) Trong phương pháp điều khiển tỉ lệ, bộ điều khiển sinh ra hành động điều khiển tỉ lệ với sai lệch. Phương pháp điều khiển điều khiển tỉ lệ thường được sử dụng trong quá trình. Khuyết điểm: hàm truyền lớn hơn đồng nghĩa với sự dao động của hệ thống cao hơn. Vì vậy dễ tạo nên sự không ổn định trong hệ thống.
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VI PHÂN Hàm truyền: U(s) KD G C (s) E(s) s Phương pháp điều khiển vi phân bộ điều khiển sinh ra hành động điều chỉnh tỉ lệ với tốc độ sai lệch thay đổi.
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TÍCH PHÂN Hàm truyền: U(s) G C (s) K Is E(s) Phương pháp điều khiển tích phân đem lại hành động điều chỉnh liên tục tăng khi sai lệch vẫn còn. Điều khiển tích phân thường không đi riêng mà hay được sử dụng nối với bộ tỉ lệ.
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PID Hàm truyền: U(s) KD G C (s) KD K Is E(s) s Phương pháp điều khiển này là 1 bộ điều khiển tỉ lệ điều chỉnh theo tích phân để loại sai số dịch chuyển và điều chỉnh vi phân để giảm thời gian trễ. Kết hợp các phương pháp điều khiển để tạo ra bộ điều khiển không có sai lệch bù và các dao động.
HIỆN TƯỢNG TRONG ĐIỀU KHIỂN Trễ (lag) Sai lệch ở trạng thái ổn định (steady-state error)
ĐIỀU KHIỂN SỐ Ưu điểm: • Phương pháp này có thể thay đổi đơn giản bằng phần mềm máy tính mà không yêu cầu thay đổi phần cứng hoặc đặt lại hệ thống dây điện. • Sử dụng bộ dồn kênh (multiplexer) • Độ chính xác cao
ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
ĐIỀU KHIỂN ĐẠT LỊCH TRÌNH Điều khiển đạt lịch trình còn được gọi là điều khiển thích nghi được lập trình trước.