Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Bài 12 - ThS. Đỗ Tú Anh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Bài 12 trang bị cho người học những kiến thức cơ bản về Ziegler-Nichols - Tối ưu độ lớn - Tối ưu đối xứng. Nội dung trình bày trong bài này gồm có: Phương pháp Ziegler-Nichols, các phương pháp trên miền tần số, phương pháp tối ưu độ lớn, phương pháp tối ưu đối xứng,... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng để biết thêm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Bài 12 - ThS. Đỗ Tú Anh

Lý thuyết Điều khiển tự động 1 om .c ng co Ziegler-Nichols an th Tối ưu độ lớn ng Tối ưu đối xứng o du u cu ThS. Đỗ Tú Anh Bộ môn Điều khiển tự động Khoa Điện, Trường ĐHBK HN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-1 Phương pháp Ziegler-Nichols Đặc điểm của phương pháp om • Là phương pháp thực nghiệm để xác định các tham số của bộ đk PID .c • Rất thuận tiện khi mô hình toán học của đối tượng chưa biết trước ng co • Đáp ứng nhận được có độ quá điều chỉnh khoảng 25% an Phương pháp Ziegler-Nichols 1 th • Xác định bằng thực nghiệm o ng đáp ứng bước nhảy của đối du tượng u • Nếu đáp ứng có dạng hình chữ cu S thì áp dụng được phương pháp này Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-2 Phương pháp Ziegler-Nichols 1 • Từ độ thị đó, xác định om các giá trị thời gian trễ L .c và hằng số thời gian T (xem hình vẽ) ng co an th o ng du u • Khi đó hàm truyền đạt của đối tượng có thể xấp xỉ về dạng cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-3 Phương pháp Ziegler-Nichols 1 (tiếp) om Ziegler và Nichols đã đề xuật việc xác định các tham số của bộ đk PID như .c bảng sau: ng co an th o ng du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-4 Phương pháp Ziegler-Nichols 1 (tiếp) í dụ om V Cho đối tượng có đáp ứng bước nhảy đơn vị như hình vẽ. Hãy xác định Kp, Ti, Td. .c ng co an th o ng du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-5 Phương pháp Ziegler-Nichols 2 om • Đầu tiên đặt và .c ng • Chỉ sử dụng tác động khuếch co đại, tăng Kp từ 0 tới một giá trị an tới hạn K , tại đó đầu ra của hệ CT thống có dạng dao động điều th hòa o ng du • Xác định Kp và chu kỳ dao u động PCT bằng thực nghiệm cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-6 Phương pháp Ziegler-Nichols 2 (tiếp) om • Xác định các tham số Kp, Ti, Td của bộ đk theo bảng sau .c ng co an th o ng du u cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-7 Phương pháp Ziegler-Nichols Một vài nhận xét om .c • Phương pháp Ziegler Nichols thật sự hữu ích khi mô hình toán học của đối tượng không biết trước, nhưng vẫn rất hiệu quả ngay cả khi đã biết MHTH ng của đối tượng co • Trong trường hợp chất lượng điều khiển chưa được như mong muốn, an có thể tinh chỉnh các tham số của bộ PID th ng • Nói chung những đối tượng động học phức tạp và không chứa thành o phần tích phân có thể áp dụng phương pháp này. du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-8 Phương pháp Ziegler-Nichols Ví dụ về đối tượng có chứa một thành phần tích phân không thể áp om dụng phương pháp Ziegler-Nichols .c ng co Do có chứa một thành phần tích phân nên không áp dụng được pp Ziegler- an Nichols 1 th Nếu thử áp dụng pp Ziegler-Nichols 2, sẽ không có giá trị Kp nào của bộ ng điều khiển P để đáp ứng của cả hệ thống đạt tới chế độ dao động ở biên o du giới ổn định. u cu Để chứng minh điều này, trước hết ta xét phương trình đặc tính của hệ kín Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-9 Phương pháp Ziegler-Nichols hay om .c Lập bảng Routh ng co an th o ng du Các hệ số trong cột đầu tiên luôn dương với mọi Kp > 0. Do đó không có u cu giá trị nào của K để hệ đạt tới chế độ dao động ở biên giới ổn định Không áp dụng được pp Ziegler-Nichols 2 Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-10 Các phương pháp trên miền tần số Đặt vấn đề Xét hệ thống đk có hàm truyền đạt hệ kín om .c ng co Mong muốn đáp ứng r(t) giống như tín hiệu đặt an c(t) tại mọi điểm tần số th Nói cách khác o ng (1) du u Trên thực tế, người ta thỏa cu mãn với việc thiết kế R(s) mang lại tính chất (1) trong dải tần số thấp. Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-11 Phương pháp tối ưu độ lớn Bộ điều khiển PID tối ưu độ lớn om Là bộ điều khiển R(s) thỏa mãn trong dải tần số thấp có .c độ rộng lớn ng co an Phạm vi ứng dụng th Hàm truyền đạt của đối tượng có dạng o ng du u cu Đối tượng phải ổn định Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-12 Phương pháp tối ưu độ lớn (tiếp) í dụ om V Hàm truyền đạt hệ hở .c ng co Hàm truyền đạt hệ kín an th o ng du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-13 Phương pháp tối ưu độ lớn (tiếp) Chọn TR sao cho om .c ng Tổng quát Bộ đk I co an th Bộ đk PI o ng du u cu Bộ đk PID Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-14 Phương pháp tối ưu độ lớn (tiếp) Câu hỏi om 1. Các tham số kp, Ti (cho bộ đk PI) và các tham số kp, Ti, Td (cho bộ đk .c PID) được xác định như thế nào? ng co 2. Làm thế nào để thiết kế bộ đk cho đối tượng có hàm truyền đạt: an th 3. Hạn chế của phương pháp? o ng du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-15 Phương pháp tối ưu đối xứng Bộ điều khiển PID tối ưu đối xứng om Là bộ điều khiển R(s) thỏa mãn trong dải tần số thấp và có .c đồ thị Bode của hàm truyền đạt hệ hở như hình vẽ bên ng co Phạm vi ứng dụng an th Hàm truyền đạt của đối tượng có dạng o ng du u cu Đối tượng không ổn định Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-16 Phương pháp tối ưu đối xứng (tiếp) om .c ng (2) Bộ đk PI co an th (2) o ng du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12-17 Phương pháp tối ưu đối xứng (tiếp) om .c Bộ đk PID ng co an th o ng du u cu Lý thuyết ĐKTĐ 1 Bộ môn ĐKTĐ-Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt