Đề tài Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ bằng phương pháp thay đổi thời gian đốt cho lò điện nhằm tìm hiểu chung về mạch KĐTT, mạch PID, phương pháp thay đổi công suất sấy bằng cách thay đổi thời gian cấp điện. Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ cho lò điện với bộ điều
khiển PID. Xây dưng chương trình mô phỏng.
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài tập lớn: Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ bằng phương pháp thay đổi thời gian đốt cho lò điện
- Đại học công nghiệp Hà Nội
Khoađiện
--------∞..∞-------
BÀI TẬP LỚN
VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ
ĐỀ TÀI :THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY
ĐỔI T
HỜI GIAN ĐỐT CHO LÒ ĐIỆN
Giáoviên :TS . NguyễnVănVinh
Sinh viên thực hiện :
Lớp : Tự động hóa 3- khóa 6
Nhóm : 8
- MỤC LỤC
- Lời nói đầu
Khoa học công nghệ hiện đại đã có những bước tiến nhanh và xa đi theo đó
là những thành tựu ứng dụng trong mọi lĩnh vực dời sống, công nghiệp. Kĩ
thuật điều khiển trong tiến trình hoàn thiện lý thuyết cũng tạo cho mình
nhiều phát triển có ý nghĩa. Bây giờ khi nhắc tới điều khiển con người dưòng
như hình dung đến sự chính xác, tốc độ xử lý và thuật toán thông minh đồng
nghĩa là lượng chất xám cao hơn. Có thể nói trong lĩnh vực điều khiển và
trong công nghiệp thì bộ điều khiển PID có ứng dụng kha rộng rãi, một giả
pháp đa năng chocác ứng dụng cả Analog cũng như Digital. Thống kê cho
thấy có tới hơn 90% các bộ điều khiển sử dụng trong thực tế là PID. Rõ ràng
nếu có thiết kế và chọn lựa các thông số hợp lý cho bộ điều khiển PID thì
việc đạt được các chỉ tiêu chất lượng mong muốn là khả thi Bộ điều khiển
PID cũng giúp người sử dụng dễ dàng tích hợp cũng như chọn các luật điều
khiển như : tỉ lệ(P), tích phân(I), tỉ lệ tích phân(PI), tỉ lệ vi phân(PD)… sao
cho phù hợp đối với các đối tượng điều khiển. Nhiều quá trình trong công
nghiệp việc sử dụng bộ điều khiển PID là không thể thay thế như khống chế
nhiệt độ, mức, tốc độ…? Ngay cả những lý thuyết điều khiển hiện đại cũng
không cho ta những hiệu quả cao như bộ điều khiển PID mang lại.Ngoài ra
bộ điều khiển PID còn ứng dụng nhiều trong điều khiển thích nghi,bền vững
vẫn mang lại hiệu quả cao trong các cơ cấu chỉnh định.
- Lời cảm ơn
Đầu tiên , em xin gửi lời cảm ơn tới nhà trường , khoa điện, bộ môn đã
tạo điều kiện thuận lợi nhất cho em học tập cũng như nghiên cứu .
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Văn Vinh- người đã hết sức
tận tình chỉ bảo , định hướng , góp ý, định hướng ý tưởng thực hiện cũng như
chỉ dẫn tài liệu để thực hiện đề tài này.
Với một sinh viên năm thứ 3 , khi mà lý thuyết cũng như kiến thức thực tế
còn chưa có nhiều thì đề tài này thực sự khó nhưng khá bổ ích với chúng em .
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện , với kiến thức còn ít ỏi của mình thì em
khó có thể tránh khỏi những sai sót cũng như nhầm lẫn , nên em mong quý
thầy cô góp ý để em có thể hiểu rõ hơn vấn đề .
Em xin trân thành cảm ơn!
Nhận xét của giáo viên :
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
CHƯƠNG I: MẠCH KĐTT
I.MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN
1. Địnhnghĩa
Mạch khuếch đại thuật toán (operational amplifier), thường được gọi tắt
là op-amp là một mạch khuếch đại "DC-coupled" (tín hiệu đầu vào bao gồm
cả tín hiệu BIAS) với hệ số khuếch đại rất cao, có đầu vào vi sai, và thông
thường có đầu ra đơn. Trong những ứng dụng thông thường, đầu ra được
điều khiển bằng một mạch hồi tiếp âm sao cho có thể xác định độ lợi đầu ra,
tổng trở đầu vào và tổng trở đầu ra.
Các mạch khuếch đại thuật toán có những ứng dụng trải rộng trong rất
nhiều các thiết bị điện tử thời nay từ các thiết bị điện tử dân dụng, công
nghiệp và khoa học. Các mạch khuếch đại thuật toán thông dụng hiện nay có
giá bán rất rẻ. Các thiết kế hiện đại đã được điện tử hóa chặt chẽ hơn trước
đây, và một số thiết kế cho phép mạch điện chịu đựng được tình trạng ngắn
mạch đầu ra mà không làm hư hỏng
- Ký hiệu một mạch khuếch đại thuật toán như sau:
Ký hiệu của mạch khuếch đại thuật toán trên sơ đồ điện
Trong đó:
V+: Đầu vào không đảo
V−: Đầu vào đảo
Vout: Đầu ra
VS+: Nguồn cung cấp điện dương
VS−: Nguồn cung cấp điện âm
Các chân cấp nguồn (VS+ and VS−) có thể được ký hiệu bằng nhiều cách khác
nhau. Cho dù vậy, chúng luôn có chức năng như cũ. Thông thường những
chân này thường được vẽ dồn về góc trái của sơ đồ cùng với hệ thống cấp
nguồn cho bản vẽ được rõ ràng. Một số sơ đồ người ta có thể giản lược lại,
và không vẽ phần cấp nguồn này. Vị trí của đầu vào đảo và đầu vào không
đảo có thể hoán chuyển cho nhau khi cần thiết. Nhưng chân cấp nguồn
thường không được đảo ngược lại.
2.Nguyên lý hoạt động
Đầu vào vi sai của mạch khuếch đại gồm có đầu vào đảo và đầu vào không
đảo, và mạch khuếch đại thuật toán thực tế sẽ chỉ khuếch đại hiệu số điện
thế giữa hai đầu vào này. Điện áp này gọi là điện áp vi sai đầu vào. Trong
hầu hết các trường hợp, điện áp đầu ra của mạch khuếch đại thuật toán sẽ
được điều khiển bằng cách trích một tỷ lệ nào đó của điện áp ra để đưa
ngược về đầu vào đảo. Tác động này được gọi là hồi tiếp âm. Nếu tỷ lệ này
bằng 0, nghĩa là không có hồi tiếp âm, mạch khuếch đại được gọi là hoạt
động ở vòng hở. Và điện áp ra sẽ bằng với điện áp vi sai đầu vào nhân
với độ lớn tổng của mạch khuếch đại, theo công thức sau:
Trong đó V+ là điện thế tại đầu vào không đảo, V− là điện thế ở đầu vào đảo
và G gọi là độ lớn vòng hở của mạch khuếch đại.
- Do giá trị của độ lợi vòng hở rất lớn và thường không được quản lý chạt chẽ
ngay từ khi chế tạo, các mạch khuếch đại thuật toán thường ít khi làm việc ở
tình trạng không có hồi tiếp âm. Ngoại trừ trường hợp điện áp vi sai đầu vào
vô cùng bé, độ lợi vòng hở quá lớn sẽ làm cho mạch khuếch đại làm việc ở
trạng thái bão hòa trong các trường hợp khác . Một thí dụ cách tính toán điện
áp ra khi có hồi tiếp âm sẽ được thể hiện trong phần mạch khuếch đại cơ
bản
Một cấu hình khác của mạch khuếch đại thuật toán là sử dụng hồi tiếp
dương , mạch này trích một phần điện áp ra đưa ngược trở về đầu vào không
đảo. Ứng dụng quan trọng của nó dùng để so sánh, với đặc tính trễ hysteresis
3. Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng
Với mọi giá trị điện áp ở đầu vào, một mạch khuếch đại thuật toán "lý
tưởng" có:
Độ lớn vòng hở vô cùng lớn
Băng thông vô cùng lớn
Tổng trở đầu vào vô cùng lớn (để cho dòng điện đầu vào bằng không)
Điện áp bù bằng không
Tốc độ thay đổi điện áp vô cùng lớn
Tổng trở đầu ra bằng không và
Tạp nhiễu (độ ồn) bằng không
Như thế, đầu vào của mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng khi tính toán
trong vòng hồi tiếp có thể mô phỏng bằng một khâunullator , ngõ ra với một
thông norator và kết hợp cả 2 ( một mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng
hoàn chỉnh) bằng một khâu nullor
Mạch khuếch đại thuật toán thực sự chỉ gần đạt được các ý tưởng trên: bên
cạnh các giá trị giới hạn về tốc độ thay đổi, băng thông, điện áp bù và những
thứ tương tự như thế, các thông số của mạch khuếch đại thuật toán thực tế
sẽ bị thay đổi theo thời gian và có thể bị thay đổi theo nhiệt độ, tình trạng của
các đầu vào... Các mạch tích hợp hiện đại sử dụng transistor hiệu ứng trường
(FET) hoặc transistor hiệu ứng trường có cổng cách điện Oxit kim loại
MOSFEST sẽ có các đặc tính gần với mạch lý tưởng hơn các mạch sử dụng
transistor lưỡng cực khi các tín hiệu lớn phải xử lý trong điều kiện nhiệt độ
phòng qua một băng thông giới hạn. Đặc biệt, tổng trở vào cao hơn rất
nhiều, tuy nhiên các mạch dùng transistor lưỡng cực thường tốt hơn về mặt
trôi điện áp bù, và độ ồn.
Khi những giới hạn của một mạch khuếch đại thuật toán thực sự được tạm
thời bỏ qua, nó có thể được xem như một chiếcHỘP ĐEN có độ lợi. Chức
năng của mạch và các thông số có thể xác định bằng mạch hồi tiếp, và
thường là hồi tiếp âm.
- 4. Ứng dụng của mạch khuếch đại thuật toán
a. Ứng dụng mạch tuyến tính
Mạch khuếch đại vi sai
Mạch khuếch đại đảo
Mạch khuếch đại không đảo
Mạch theo điện áp
Mạch khuếch đại tổng
Mạch tích phân
Mạch vi phân
Mạch so sánh
Mạch khuếch đại đo lường
Mạch chuyển đổi kiểu Schmitt (Schmitt trigger)
Mạch giả lập cuộn cảm
Mạch phát hiện mức không
Mạch biến đổi tổng trở âm
b. Các ứng dụng phi tuyến
• Mạch chỉnh lưu chính xác
• Mach khuếch đại đầu ra Lô-ga
II. MẠCH PID
1.Bộ điều khiển PID
Một bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (bộ điều khiển PID- Proportional
Integral Derivative) là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển tổng quát
được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp.
Bộ điều khiển PID được sử dụng phổ biến nhất trong số các bộ điều
khiển phản hồi. Một bộ điều khiển PID tính toán một giá trị "sai số" là
hiệu số giữa giá trị bộ điều khiểnvà giá trị đặt mong muốn. Bộ điều
khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều
khiển đầu vào.
Trong trường hợp không có kiến thức cơ bản về quá trình, bộ điều khiển
PID là bộ điều khiển tốt nhất.Tuy nhiên, để đạt được kết quả tốt nhất,
các thông số PID sử dụng trong tính toán phải đặt điều chỉnh theo tính
chất của hệ thống-trong khi kiểu điều khiển là giống nhau, các thông số
phải phụ thuộc vào đặc thù của hệ thống.
- Giải thuật tính toán bộ điều khiển PID bao gồm 3 thông số riêng biệt, do đó
đôi khi nó còn được gọi là điều khiển ba khâu: các giá trị tỉ lệ , tích
phân và đạo hàm, viết tắt là P, I, và D.
Sơ đồ điều khiển PID được đặt tên theo ba khâu hiệu chỉnh của nó, tổng của
ba khâu này tạo thành bởi các biến điều khiển (MV). Ta có:
trong đó
, , và là các thành phần đầu ra từ ba khâu của bộ điều khiển PID,
được xác định như dưới đây.
Khâu tỉ lệ
Đồ thị PV theo thời gian, ba giá trị Kp (Ki và Kd là hằng số)Khâu tỉ lệ (đôi khi
còn được gọi là độ lợi) làm thay đổi giá trị đầu ra, tỉ lệ với giá trị sai số hiện
tại. Đáp ứng tỉ lệ có thể được điều chỉnh bằng cách nhân sai số đó với một
hằng số Kp, được gọi là độ lợi tỉ lệ.
Khâu tỉ lệ được cho bởi:
trong đó
: thừa số tỉ lệ của đầu ra
: Độ lợi tỉ lệ, thông số điều chỉnh
: sai số
: thời gian hay thời gian tức thời (hiện tại)
- Độ lợi của khâu tỉ lệ lớn là do thay đổi lớn ở đầu ra mà sai số thay đổi nhỏ.
Nếu độ lợi của khâu tỉ lệ quá cao, hệ thống sẽ không ổn định. Ngược lại, độ
lợi nhỏ là do đáp ứng đầu ra nhỏ trong khi sai số đầu vào lớn, và làm cho bộ
điều khiển kém nhạy, hoặc đáp ứng chậm.
Khâu tích phân
Đồ thị PV theo thời gian, tương ứng với 3 giá trị Ki (Kp và Kd không đổi)
Phân phối của khâu tích phân (đôi khi còn gọi là reset) tỉ lệ thuận với cả biên
độ sai số lẫn quảng thời gian xảy ra sai số. Tổng sai số tức thời theo thời
gian (tích phân sai số) cho ta tích lũy bù đã được hiệu chỉnh trước đó. Tích lũy
sai số sau đó được nhân với độ lợi tích phân và cộng với tín hiệu đầu ra của
bộ điều khiển. Biên độ phân phối của khâu tích phân trên tất cả tác động
điều chỉnh được xác định bởi độ lợi tích phân, .
Thừa số tích phân được cho bởi:
trong đó
: thừa số tích phân của đầu ra
: độ lợi tích phân, 1 thông số điều chỉnh
: sai số
: thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại)
: một biến tích phân trung gian
Khâu tích phân (khi cộng thêm khâu tỉ lệ) sẽ tăng tốc chuyển động của quá
trình tới điểm đặt và khử số dư sai số ổn định với một tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào
bộ điều khiển. Tuy nhiên, vì khâu tích phân là đáp ứng của sai số tích lũy
trong quá khứ, nó có thể khiến giá trị hiện tại vọt lố qua giá trị đặt (ngang
qua điểm đặt và tạo ra một độ lệch với các hướng khác).
Khâu vi phân
Đồ thị PV theo thời gian, với 3 giá trị Kd (Kp and Ki không đổi)
Tốc độ thay đổi của sai số qua trình được tính toán bằng cách xác định độ
dốc của sai số theo thời gian (tức là đạo hàm bậc một theo thời gian) và nhân
tốc độ này với độ lợi tỉ lệ . Biên độ của phân phối khâu vi phân (đôi khi
được gọi là tốc độ) trên tất cả các hành vi điều khiển được giới hạn bởi độ
lợi vi phân, .
- Thừa số vi phân được cho bởi:
trong đó
: thừa số vi phân của đầu ra
: Độ lợi vi phân, một thông số điều chỉnh
: Sai số
: thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại)
Khâu vi phân làm chậm tốc độ thay đổi của đầu ra bộ điều khiển và đặc tính
này là đang chú ý nhất để đạt tới điểm đặt của bộ điều khiển. Tuy nhiên,
phép vi phân của một tín hiệu sẽ khuếch đại nhiễu và do đó khâu này sẽ
nhạy hơn đối với nhiễu trong sai số, và có thể khiến quá trình trở nên không
ổn định nếu nhiễu và độ lợi vi phân đủ lớn.
Một số ứng dụng có thể yêu cầu chỉ sử dụng một hoặc hai khâu tùy
theo hệ thống.Một bộ điều khiển PID sẽ được gọi là bộ điều khiển PI, PD, P
hoặc I nếu vắng mặt các tác động bị khuyết.
2.Mạch PID
a. Mạch khuếch đại
- b.Mạch tích phân
- c. Mạch vi phân
- 3. Phương pháp thay đổi công suất bằng cách thay đổi thời gian cấp
điện
a. Giới thiệu về lò điện
Lò điện trở làm việc dựa trên cơ sở có một dòng điện chạy qua một
dây dẫn thì ở đó tỏa ra một lượng nhiệt theo định luật Jun- Len xơ:
Q=I2 RT
Q: là nhiệt lượng tính bằng Jun (J).
I: là dòng điện tính bằng ampe (A).
R: là điện trở tính bằng Ôm (Ω)
T: là thời gian tính bằng giây (s)
Một lò nhiệt được xác định bởi các tham số hiệu điện thế định mức
(Uđm), dòng điện định mức (Iđm) và công suất định mức.
Do các tham số của lò điện đã được xác định nên muốn thay đổi công
suất của lò điện ta chỉ có thể thay đổi 2 đại lượng:
I: dòng điện cấp
T: thời gian cấp điện.
Thay đổi dòng điện cấp có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của lò điện vì
lò hoạt động với các dòng điện khác với dòng điện định mức.Chúng ta đề
cập đến phương pháp thay đổi thời gian cấp điện.
b. Phương pháp thay đổi công suất bằng cách thay đổi thời gian cấp
điện
Phương pháp điều khiển thời gian cấp điện còn gọi là điều
khiển On-OFF hay phương pháp đóng ngắt dùng khâu relay có trễ.Khi
lò hoạt động ở công suất Pt tương ứng với nhiệt độ t của lò. Cơ cấu
chấp hành sẽ đóng nguồn để cung cấp năng lượng ở mức tối đa cho
thiết bị tiêu thụ nhiệt nếu nhiệt độ đặt w(k) lớn hơn nhiệt độ đo y(k),
- ngược lại mạch điều khiển sẽ ngắt mạch cung cấp năng lượng khi
nhiệt độ đặt nhỏ hơn nhiệt độ đo.
Một vùng trễ được đưa vào để hạn chế tần số đóng ngắt như sơ
đồ khối ở trên: nguồn chỉ đóng khi sai số e(k) > ∆ và ngắt khi e(k) < -
∆. Như vậy, nhiệt độ đo y(k) sẽ dao động quanh giá trị đặt w(k) và 2∆
còn được gọi là vùng trễ của rơ le.
Khâu rơ le có trễ còn gọi là mạch so sánh Smith trong
mạch điện tử và như vậy ∆ là giá trị thềm hay ngưỡng.
Điều khiển ON-OFF có ưu điểm là:
• Thiết bị tin cậy, đơn giản, chắc chắn, hệ thống luôn hoạt động được
với mọi tải.
• Tính toán thiết kế ít phức tạp và cân chỉnh dễ dàng.
• Nhưng có nhược điểm là sai số xác lập sẽ lớn do hệ chỉ cân bằng động
quanh nhiệt độ đặt và thay đổi theo tải. Khuyết điểm này có thể được hạn
chế khi giảm vùng trễ bằng cách dùng phần tử đóng ngắt điện tử ở mạch
công suất.
Chương II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
LÒ VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN PID
I. Lý thuyết điều khiển
Mô hình lò nhiệt
r(t) c(t)
Công suất nhiệt Nhiệt độ của lò
cấp cho lò 100%
Giả sử ta muốn nhiệt độ trong lò là to tương ứng lò sẽ hoạt
động với một công suất là Pt .Đầu tiên ta đóng nguồn cho lò hoạt
động với công suất 100%. Nếu nhiệt độ trong lò vượt quá mức to
thì ta ngừng cấp. Nếu nhiệt độ trong lò xuống dưới mức to thì ta lại
- cấp nguồn cho lò hoạt động. Cư như thế duy trì nhiệt độ ở mức to.
Ta có sơ đồ thời gian cấp lò:
ON
OFF
T1 T2
T1: thời gian cấp nguồn
T2: thời gian không cấp nguồn
Ta được thời gian cấp nguồn cho lò nhiệt là một xung vuông có độ rộng là T1
và T2.Vậy muốn cho lò hoạt động ở công suất bất kì ta chỉ cần điều chỉnh độ
rộng của xung này.
Ví dụ muốn lò hoạt động ở công suất 50% ta điều chỉnh xung vào lò có
T1=T2 như hình vẽ sau:
ON
OFF
T1 T2
Phương pháp thay đổi công suất lò điện bằng cách thay đổi thời gian cấp
điện chính là tạo ra một xung vuông để điều khiển thời gian cấp điện.
Điều khiển được độ rộng của xung vuông qua đó thay đổi thời gian cấp
nguồn cho lò nhiệt.
II. Nguyên tắc tạo ra xung răng cưa.
Nguyên tắc tạo ra một xung vuông là dùng xung một chiều qua bộ so
sánh với xung răng cưa. Chỉ cần điều khiển được xung biên độ của xung một
chiều là ta có thể thay đổi được độ rộng của xung vuông.
hình Hình
- Mạch so sánh dùng 741:
Mạch có 2 cửa vào, cửa vào cho điện áp
tham chiếu Vref, cửa vào cho điện áp
đầu vào Vin cho tín hiệu ra Vout chỉ có 2 giá trị High (mức cao) và Low (mức
thấp).
High
Low
Mạch PID có thể điều chỉnh được biên độ của xung một chiều, qua đó thay
đổi độ rộng của xung vuông.
Sơ đồ nguyên lí điều khiển lò nhiệt dùng PID:
Udc
Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển nhiệt độ.
II.Phương pháp thời gian tổng Kuln để xác định tham số bộ PID
Cho đốitượnghàmtruyền : G(s)=Kdte-
Trongđó B(s)= ( 1+sT1)(1+sT2)…(1+sTm)và A(s)= (1+sTdt1)(1+sTdt2) …
(1+sTdtn )
T∑ =∑i=1nTi+ζ-∑mi=1Tdi
Cấu trúc tham số của bộ điều chỉnh được xác định như sau :
Cấutrúc Hàmtruyền kp Tv Tn Ti
PI Kp(sTn+1)/sTi 0,5kd T∑/2 T∑/2
PID Kp(sTn+1)(sTv+1)/sTi 0,5kd T∑/3 T∑/3 T∑/3
- Vídụ :
Cho đối tượng có hàm truyền đạt : G(s) =
Hằng số thời gian tổng T∑ = 50 + 1 0 + 5 + 2 = 67
kđt = 10
Nếu ta chọn bộ điều khiển có cấu trúc là PI, thì tham số của bộ điều chỉnh
được xác
định như sau:
kp= 0,5kd=0.5*10=5
Tn= T∑/2=67/2=33.5
Ti= T∑/2=67/2=33.5
- Nếu ta chọn bộ điều khiển có cấu trúc PID, thì tham số của nó được xác
định
nhưsau :
kp= 0,5kd=0.5*10=5
Tn= T∑/3=67/3=22.3
Ti=T∑/3=67/3=22.3
Tv=T∑/3=67/3=22.3
Haøm truyeàn cuûa loø :
ñeå aùp duïng cho heä tuyeán tính ta laáy khai trieån Taylor cuûa haøm e -Ls, haøm
truyeàn trôû neân . Töø thöïc nghieäm, ta coù caùc thoâng soá sau :
T=450 s, L=60s, K=nhieät ñoä xaùc laäp / phaàn traêm coâng suaát
Thöïc hieän hieäu chænh PID, töø haøm truyeàn
GPID(s) = Kp(1 + 1/TiS+TdS) = Kp + Ki/S + KdS
Vôùi Kp=1.2T/L = 9
Ti=2L=120, Ki=0.075
Td=L/2=30, Kd=270
Ta coù :
GPID = 9 ( 1+1/120S+30S)
Cho raèng heä thoáng khoâng oån ñònh vaø coù thoâng soá Kr, Ki, Kd thay ñoåi trong
khoaûng
- K ∆ K’
Kr=9 4 K’r=9± 4
Ki=0.075 0.03 K’i=0.075± 0.03
Kd=270 30 K’d=270± 30
Chương III : Xây dựng chương trình mô phỏng
I. Mạch PI
+Linh kiện sử dụng :
Tụ
Trở
LM 741
a. Giới thiệu về LM 741
Vi mạch khuyếch đại thuật toán 741 có hai đầu vào “INVERTING ( – ) “
:Đảo, “NON-INVERTING (+)”: Thuận và đầu ra ở chân 6.
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
1. Khuyếch đại với 741
A. Khuyếch đại đảo: Chân 2 nối với tín hiệu vào và tín hiệu ra đảo
B. Khuyếch đại không đảo: Chân 3 nối với tín hiệu vào và tín hiệu ra không
đảo
[Only registered and activated users can see links]
Để 741 hoạt động được, cần phải lắp thêm 2 điện trở R1, R2 vào mạch
như sơ đồ ở hình dưới
Tính hệ số khuyếch đại của mạch dùng vi mạch 741
- Khuyếch đại đảo
Hệ số khuyếch đại (AV) = -R2 / R1
Ví dụ: Nếu R2 = 100 Kohm, R1 = 10 kohm, hệ số khuyếch đại của mạch:
-100 / 10 = -10 (AV)
Nếu điện áp đầu vào là 0.5v thì điện áp đầu ra
0.5v X -10 = -5v
Khuyếch đại không đảo
Hệ số khuyếch đại(AV) = 1+(R2 / R1)
Ví dụ: Nếu R2 = 1000 kohm, R1 = 100 kilo-ohm, hệ số khuyếch đại của
mạch:
1+ (1000/100) = 1 + 10
Hệ số khuyếch đại (AV) = 11
Nếu tín hiệu đầu vào là 0.5V thì tín hiệu đầu ra
0.5 X 11 = 5.5v
Sơ đồ mạch PI
- II.Mạch tạo xung dùng IC555
IC NE555 là IC có quá nhiều ứng dụng rộng rãi, IC 555 có 8
chân, sơ đồ cho thấy công dụng của các chân theo tên như
sau:
Thứ tự các chân của IC 555
1. Chân 1 (GND): Chân cho nối masse để lấy dòng.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
