zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Cơ khí - Chế tạo máy

Báo cáo thí nghiệm Lý thuyết điều khiển tự động: Xác định thông số bộ điều khiển PID

Chia sẻ: Trương Đăng Khoa | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:24

Báo xấu

324
lượt xem 89
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo thí nghiệm Lý thuyết điều khiển tự động: Xác định thông số bộ điều khiển PID trình bày các nội dung cơ bản sau: xác định thông số bộ điều khiển DK cho động cơ điện DC, điều khiển vận tốc, vẽ đồ thị tương ứng với bộ điều khiển, khảo sát mô hình điều khiển tốc độ, vị trí động cơ DC bằng phương pháp PID. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Cơ khí - chế tạo máy.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo thí nghiệm Lý thuyết điều khiển tự động: Xác định thông số bộ điều khiển PID

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Xác định thông số bộ điều khiển PID CBGD: Trần Thụy Uyên Phương Sinh viên: Trương Đăng Khoa Lớp 119110B MSSV: 11911009 Tp HCM, Ngày 23 tháng 11 năm 2013 I. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ BỘ ĐK CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC 1. Điều khiển vận tốc Hàm truyền đạt của động cơ DC với tín hiệu ra vận tốc :
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 a. Xác định K, T, Tt +Tạo file vt.mdl với nội dung sau : +Tạo file mvt.m với nội dung: R=1.91; Km=60.2*10^(-3); Ke=0.0602; L=2.5*10^(-3); J=66.5*10^(-6); B=2.5*10^(-6); sim('vt',[0,2],[],[]) figure(1); plot(yout1.time,yout1.signals.values,'LineWidth',2); axis([0 2 0 450]); grid on; title('DIEU KHIEN VAN TOC'); Ta vẽ được đồ thị như hình sau, vẽ tiếp tuyến để xác định T, Tt: K = 400 T = 0.046 Tt = 0.001 DIE U K HIE N V A N TO C 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 b. Xác định thông số bộ điều khiển P a g e 2 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 b.1. Bộ điều khiển P (KI = KD = 0) KP = = 0.115 b.2. Bộ điều khiển PI (KD = 0) KP = = 0.1035 TN = = 0.0033 KI = = 31.05 b.3. Bộ điều khiển PID KP = = 0.138 TN = 2Tt= 0,002 TV = 0.5Tt = 0.0005 KI = = 69 KD = KPTV = 0.000069 c. Vẽ đồ thị tương ứng với bộ điều khiển: Chỉnh nội dung file vt.mdl như sau: Chỉnh thông số KP, KI, KD tương ứng 3 bộ điều khiển: Chạy file mvt.m ứng với 3 bộ số liệu ta được 3 đồ thị: P a g e 3 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN P 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PI 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 P a g e 4 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 2. Điều khiển vị trí Hàm truyền đạt của động cơ DC khi ngõ ra là góc quay : a. Xác định Kpcrit, Tcrit Hàm truyền đạt của hệ kín : Gk(S) = Phương trình đặc trưng của hệ kín : 1 + .G(S) = 0 1+ =0  =0  Bảng Routh P a g e 5 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 LJ = 1.66 x 10-7 RB + = 3.63 x 10-3 LB + RJ = 1.27 x 10-4 60.2 x 10-3 0 60.2 x 10-3 Theo tiêu chuẩn Routh, để hệ thống ổn định thì:   Chọn = 46.14 Tạo file gq.mdl với nội dung: Chỉnh thông số KP = = 46.14; KI = 0; KD = 0 Tạo file mgq.m với nội dung: R=1.91; Km=60.2*10^(-3); Ke=0.0602; L=2.5*10^(-3); J=66.5*10^(-6); B=2.5*10^(-6); sim('gq',[0,0.3],[],[]) figure(1); plot(yout2.time,yout2.signals.values,'LineWidth',2); axis([0 0.3 0 50]); grid on; title('DIEU KHIEN GOC QUAY'); Ta được đồ thị: P a g e 6 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIE U K HIE N G OC QUA Y 50 48 44 40 36 32 28 Tcrit 24 20 16 12 8 4 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 Đo được Tcrit = 0.042 b. Xác định thông số bộ điều khiển b.1. Bộ điều khiển P (KI = KD = 0) KP = 0.5 = 23.07 b.2. Bộ điều khiển PI (KD = 0) KP = 0.45 = 20.763 TN = 0.83Tcrit = 0.035 KI = = 593.2 b.3. Bộ điều khiển PID KP = 0.6 = 27.684 TN = 0.5Tcrit = 0.021 TV = 0.125Tcrit = 0,00525 KI = = 1318.29 KD = KP.TV = 0,145 c. Vẽ đồ thị tương ứng với bộ điều khiển: Chỉnh thông số KP, KI, KD tương ứng 3 bộ điều khiển, chạy file mvt.m ứng với 3 bộ số liệu ta được 3 đồ thị: P a g e 7 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN P 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PI 1500 1000 500 0 -500 -1000 -1500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 P a g e 8 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 II. KHẢO SÁT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ, VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ DC BẰNG PHƯƠNG PHÁP PID 1. Khảo sát mô hình điều khiển tốc độ động cơ DC a. KI = KD = 0; StopTime = 10s KP 0.138 0.5 1 2 POT 0% 0.6% 8.67% 20.38 exl 7.3 2.6 1.4 0.7 txl 0.08s 0.025s 0.02s 0.018 Các đồ thị tương ứng với 4 trường hợp: P a g e 9 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P a g e 10 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P a g e 11 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 Nhận xét: - Khi tăng hệ số KP thì sai số xác lập exl sẽ giảm, thời gian quá độ txl giảm nhưng lại làm tăng tính dao động của đáp ứng (tức là tăng đ ộ v ọt l ố POT). b. KP = 2; KD = 0 KI 69 80 100 500 POT 22.8% 23.75% 25.16% 49.67% exl 0 0 0 0 txl 0.06s 0.08s 0.1s 0.05s Các đồ thị tương ứng với 4 trường hợp: DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P a g e 12 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P a g e 13 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nhận xét: - Sai số xác lập exl luôn bằng 0 - Tăng KI thời gian quá độ txl sẽ tăng, lúc sau giảm nhưng làm tăng m ạnh độ vọt lố POT c. KP = KI = 2 KD 0.000069 0.0001 0.001 0.01 POT 15.42% 15% 1.875% 0.025% exl 0 0 0 0 txl 4.5s 4.6s 4s 5s Các đồ thị tương ứng với 4 trường hợp: P a g e 14 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P a g e 15 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIEU KHIEN VAN TOC - BO DIEU KHIEN PID 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nhận xét: P a g e 16 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 - Sai số xác lập exl luôn bằng 0 - Tăng KD thì độ vọt lố dần về 0 - Thời gian xác lập thay đổi không đáng kể 2. Khảo sát mô hình điều khiển vị trí động cơ DC a. KI = KD = 0; StopTime = 3s KP 10 23.07 30 50 POT 58.75% 80% 86.79% _ exl 0 0 0 _ txl 0.5s 1s 1.35s _ Các đồ thị tương ứng với 4 trường hợp: DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 P a g e 17 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 P a g e 18 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 800 600 400 200 0 -200 -400 -600 -800 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Nhận xét: - Khi tăng hệ số KP thì sai số xác lập exl bằng 0, thời gian quá độ txl tăng, tăng tính dao động của đáp ứng (tức là tăng độ vọt lố POT). Đ ến một th ời điểm nào đó khi KP quá lớn làm hệ thống không ổn định b. KP = 2; KD = 0 KI 1 10 50 70 POT 22.5% 41.04% 97.29% _ exl 0 0 0 _ txl 4.5s 1s 8s _ Các đồ thị tương ứng với 4 trường hợp: P a g e 19 | 24
SVTH: Trương Đăng Khoa – MSSV: 11911009 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIEU KHIEN GOC QUAY - BO DIEU KHIEN PID 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P a g e 20 | 24

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA

165 tài liệu

2069 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.