Thiết Kế Bộ Điều Khiển Pid

Phương pháp thứ hai không cần đến mô hình toán học của đối tượng nhưng chỉ áp dụng cho một số lớp đối tượng nhất định.

Bạn đang xem: Thiết kế bộ điều khiển pid

1. Phương pháp Zieger-Nichols thứ nhất: Phương pháp này nhằm xác định các tham số K P , K I , K 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%...


*

Thiết kế bộ điều khiển PID Thiết Kế Bộ Điều Khiển PIDZiegler và Nichols đưa ra hai phương pháp thực nghiệm để xác định tham số bộ điềukhiển PID.Phương pháp thứ nhất dùng mô hình xấp xỉ quán tính bậc nhất có trễ của đốitượng điều khiển: T sG(s)  ke delay (1) 1 TsPhương pháp thứ hai không cần đến mô hình toán học của đối tượng nhưng chỉ áp dụngcho một số lớp đối tượng nhất định. 1. Phương pháp Zieger-Nichols thứ nhất:Phương pháp này nhằm xác định các tham số K P , K I , K D cho bộ điều khiển PID trên cơsở xấp xỉ hàm truyền đạt thành khâu quán tính bậc nhất (1) để hệ kín nhanh chóng về chếđộ xác lập và độ quá điều chỉnh không quá 40%Đặc tính động học:Ở đây ta đã mô phỏng với giả thiết xấp xỉ hàm truyền của hệ thống là:Lưu Như Hòa – ĐKTĐ – KSTN – K50 1Thiết kế bộ điều khiển PID 6.25 13.5sG (s)  e 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 thì ta có: T Kp T .K KP   0.1481 , K I   0.0055 , K D  delay p  1 kTdelay 2Tdelay 2 2. Phương pháp Zieger-Nichols thứ hai:Phương pháp Zieger-Nichols thứ hai 1( t ) y( t ) _ k G  sPhương pháp này thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng bộ khuyếch đại,sau đó tăng kcho đến khi hệ nằm ở biên giới ổn định tức là hệ kín trở thành khâu dao động điềuhòa.Lúc đó ta có Kgh và chu kỳ của dao động đó là Tgh.Tham số cho bộ điều khiển PIDchọn theo bảng sau:Lưu Như Hòa – ĐKTĐ – KSTN – K50 2Thiết kế bộ điều khiển PID Bộ điều Kp Ti Td khiển P 0,5*Kgh ∞ 0 PI 0,45* Kgh 1 0 * Tgh 1.2 PID 0,6*Kgh 0,5*Tgh 0,125*Tgh>> =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);>> =rlocfind(sys)Select a point in the graphics windowselected_point = 0.0000 + 0.1521ik = 0.3438p = -0.3985 + 0.6092i -0.3985 - 0.6092i -0.0000 + 0.1523i -0.0000 - 0.1523iLưu Như Hòa – ĐKTĐ – KSTN – K50 3Thiết kế bộ điều khiển PID Root Locus 1.5 1 0.5 Imaginary Axis 0 ­0.5 ­1 ­1.5 ­0.5 0 0.5 1 1.5 2 Real Axis 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 ­0.2 0 50 100 150Lưu Như Hòa – ĐKTĐ – KSTN – K50 4Thiết kế bộ điều khiển PID>> = margin(k*sys)Gm = 1.0006Pm = 0.1256Wg = 0.1523Wp = 0.1521>> Tgh=2*pi/WgTgh = 41.2662Chọn tham số cho bộ điều khiển PID ta có: KK p  0.6* Kgh  0.2063 , K I  P  0.01 , K D  K pTD  1.0640 TILưu Như Hòa – ĐKTĐ – KSTN – K50 5Thiết kế bộ điều khiển PID 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 3.

Xem thêm: Cập Nhật 101 Các Mẫu Biển Quảng Cáo Tóc Đẹp Đến Khó Tin, 15 Mẫu Biển Quảng Cáo Tóc Đẹp Ngất Ngây

Phương pháp dựa vào điều kiện tối ưu chuẩn H 2 :  2Chỉ tiêu tối ưu là  e (t )  min 0Lưu Như Hòa – ĐKTĐ – KSTN – K50 6Thiết kế bộ điều khiển PIDfunction = run_pid() >>pid_model;pid0 = <0.2063 0.01 1.0640>;options = optimset("LargeScale","off","Display","iter",... "TolX",0.0001,"TolFun",0.0001);pid = lsqnonlin(