Phương pháp này thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng bộ khuyếch đại,sau đó tăng k
cho đến khi hệ nằm ở biên giới ổn định tức là hệ kín trở thành khâu dao động điều
ḥa.Lúc đó ta có Kgh và chu kỳ của dao động đó là Tgh.Tham số cho bộ điều khiển PID
chọn theo bảng sau:
7 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 5160 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết Kế Bộ Điều Khiển PID, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Thiết kế bộ điều khiển PID
Thiết Kế Bộ Điều Khiển PID
Ziegler và Nichols đưa ra hai phương pháp thực nghiệm để xác định tham số bộ điều
khiển PID.Phương pháp thứ nhất dùng mô h́nh xấp xỉ quán tính bậc nhất có trễ của đối
tượng điều khiển:
-
keTdelays
G s
= +
(1)
( )
1
Ts
Phương pháp thứ hai không cần đến mô h́nh toán học của đối tượng nhưng chỉ áp dụng
cho một số lớp đối tượng nhất định.
1. Phương pháp Zieger-Nichols thứ nhất:
Phương pháp này nhằm xác định các tham sốP,I,D cho bộ điều khiển PID trên cơ
sở xấp xỉ hàm truyền đạt thành khâu quán tính bậc nhất (1) để hệ kín nhanh chóng về chế
độ xác lập và độ quá điều chỉnh không quá 40%
Đặc tính động học:
Ở đây ta đă mô phỏng với giả thiết xấp xỉ hàm truyền của hệ thống là:
Lưu Như Ḥa – ĐKTĐ – KSTN – K50
1
Thiết kế bộ điều khiển PID
G s
=
6.25
e-13.5s
( ) 12.5s +1
(Trên thực tế các thông số
Tdelay, ,T k được xác định từ đặc tính động học của hệ hở)
Nếu chọn các tham số cho bộ điều khiển PID theo phương pháp Z-N -1 th́ ta có:
K
T
P =kT=
0.1481
K
p
T .K
delay
, KI=2Tdelay = 0.0055
, KD=
delay p
2
= 1
2. Phương pháp Zieger-Nichols thứ hai:
Phương pháp Zieger-Nichols thứ hai
1( )
y( )
_ k
G s( )
Phương pháp này thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng bộ khuyếch đại,sau đó tăng k
cho đến khi hệ nằm ở biên giới ổn định tức là hệ kín trở thành khâu dao động điều
ḥa.Lúc đó ta có Kgh và chu kỳ của dao động đó là Tgh.Tham số cho bộ điều khiển PID
chọn theo bảng sau:
Lưu Như Ḥa – ĐKTĐ – KSTN – K50
2
Thiết kế bộ điều khiển PID
Bộ điều Kp
khiển
Ti
Td
P
PI
PID
0,5*Kgh
0,45* Kgh
0,6*Kgh
∞
1*Tgh
1.2
0,5*Tgh
0
0
0,125*Tgh
>> [num_delay,den_delay]=pade(13.5,3);
>> sys=tf(6.25,[12.5 1])*tf(num_delay,den_delay)
Transfer function:
-6.25 s^3 + 5.556 s^2 - 2.058 s + 0.3048
-----------------------------------------------------
12.5 s^4 + 12.11 s^3 + 5.004 s^2 + 0.9389 s + 0.04877
>> rlocus(sys);
>> [k,p]=rlocfind(sys)
Select a point in the graphics window
selected_point =
0.0000 + 0.1521i
k =
0.3438
p =
-0.3985 + 0.6092i
-0.3985 - 0.6092i
-0.0000 + 0.1523i
-0.0000 - 0.1523i
Lưu Như Ḥa – ĐKTĐ – KSTN – K50
3
Thiết kế bộ điều khiển PID
1.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
Root Locus
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.2
0
0.5
0
50
0.5
Real Axis
1
100
1.5
2
150
Lưu Như Ḥa – ĐKTĐ – KSTN – K50
4
Im
ag
ina
ry
A
xis
Thiết kế bộ điều khiển PID
>>[Gm,Pm,Wg,Wp] = margin(k*sys)
Gm =
1.0006
Pm =
0.1256
Wg =
0.1523
Wp =
0.1521
>> Tgh=2*pi/Wg
Tgh =
41.2662
Chọn tham số cho bộ điều khiển PID ta có:
Kp= 0.6* Kgh = 0.2063 , KI
=
K
=
P 0.01, KD= K Tp D= 1.0640
TI
Lưu Như Ḥa – ĐKTĐ – KSTN – K50
5
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 3002387_lut_iu_khin_pid_7888.doc