Báo cáo thí nghiệm Cơ sở tự động - Bài thí nghiệm 4: Khảo sát bộ điều khiển PID số
BÀI THÍ NGHIỆM 4
KHẢO SÁT BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ
V. THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM
5.1 Điều khiển tốc độ động cơ DC
a. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
Các bước thí nghiệm:
퐾푝
▪ Mở file motor_speed_ctrl.mdl
▪ Cài đặt tốc độ đặt (set point)=800 v/p, và =0.02,
=
, thời gian lấy mẫu
퐾푝
퐾퐼 퐾퐷 = 0
T=0.005s.
▪ Biên dịch chương trình và chạy.
▪ Mở scope để xem đáp ứng, xác định độ vọt lố, thời gian quá độ và sai số xác lập.
▪ Ghi lại kết quả vào bảng 2
▪ Lặp lại bước d) tới e) với các tham số
còn lại như trong bảng 2.
퐾푝
Kết quả thí nghiêm:
Bảng 2. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
(
퐾푝 퐾퐼 = 0,퐾퐷 = 0)
퐾푝
0.02
0.3
0
0.05
0.225
0.021
150
0.1
0.238
0.0306
82
0.2
0.256
0.038
43
0.5
0.26
0.0257
17
1
0.265
0.0262
8
Thời gian xác lập (s)
Độ vọt lố (
%)
Sai số xác lập (v/p)
300
b. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
Thực hiện lần lượt như trên
퐾퐼
Bảng 3. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
(
퐾퐼 퐾푃 = 0.02, 퐾퐷 = 0)
퐾퐼
0.02
2.5
0
0.05
0.67
0
0.1
0.294
0.112
0
0.2
1.1
0.5
2.525
2.97
0
1
Thời gian xác lập (s)
V(t) dao
động
Độ vọt lố (
%)
0.377
0
Sai số xác lập (v/p)
0
0
c. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lấy mẫu T
Thực hiện các bước thí nghiệm như phần 5.1.a, ghi lại các kết quả vào Bảng 4
Bảng 4. Khảo sát ảnh hưởng của tham số T (
)
퐾푃 = 0.02, 퐾퐼 = 0.1, 퐾퐷 = 0
푇
0.005
0.75
0.11
0
0.01
0.75
0.1188
0
0.02
0.787
0.1545
0
0.03
0.798
0.2
0.05
0.85
Thời gian xác lập (s)
Độ vọt lố (
%)
0.304
0
Sai số xác lập (v/p)
0
Hỏi Dựa vào các kết quả thí nghiệm ở mục 5.1, nhận xét ảnh hưởng của các tham số
,
퐾푃, 퐾퐼
và thời gian lấy mẫu lên chất lượng của hệ thống điều khiển tốc độ động cơ.
퐾퐷,
Trả lời:
Từ kết quả thí nghiệm ta thấy:
▪
: Hệ số khuếch đại
càng lớn thì sai số xác lập của hệ thống càng nhỏ (từ 300
퐾푃
퐾푃
xuống còn 8), tuy nhiên sai số xác lập lúc nào cũng khác 0, độ vọt lố của hệ thống có
xu hướng càng tăng trong khoảng . Nguyên nhân là tăng thì các
퐾푃(0.02 đế푛 0.2)
퐾푃
cực của hệ thống có xu hướng di chuyển ra xa trục thực, làm cho đáp ứng của hệ
thống càng dao động hơn. Ngoài ra còn làm thay đổi chút ít thời gian xác lập hệ
thống.
▪
▪
: Làm cho sai số xác lập của hệ thống bằng 0, tuy nhiên nó làm cho độ vọt lố và
thời gian xác lập của hệ thống càng cao nên làm cho hệ thông càng kém ổn định.
퐾퐼
: Thời gian lấy mẫu T càng lớn thì độ vọt lố của hệ thống càng cao (T từ 0.005 lên
푇
0.05 thì độ vọt lố tăng từ 0.11 lên 0.304) hệ thống càng chậm xác lập.
5.2 Điều khiển vị trí động cơ DC
a. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
Các bước thí nghiệm:
퐾푝
▪ Mở file motor_pos_ctrl.mdl
▪ Cài đặt tốc độ đặt (set point)=1000 v/p, và =0.005,
=
, thời gian lấy mẫu
퐾푝
퐾퐼 퐾퐷 = 0
T=0.005s.
▪ Biên dịch chương trình và chạy.
▪ Mở scope để xem đáp ứng, xác định độ vọt lố, thời gian quá độ và sai số xác lập.
▪ Ghi lại kết quả vào bảng 5.
▪ Lặp lại bước d) tới e) với các tham số
còn lại như trong bảng 5.
퐾푝
Kết quả thí nghiêm:
Bảng 5. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
(
퐾푝 퐾퐼 = 0,퐾퐷 = 0)
퐾푝
0.005
0.9
0.02
1.35
0.38
-15
0.05
1.594
0.445
3
0.1
1.69
0.44
-4
0.2
2.454
0.455
-1
0.5
Thời gian xác lập (s)
V(t) dao
động
Độ vọt lố (
%)
0.0029
-67.6
Sai số xác lập (v/p)
b. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
Thực hiện lần lượt như trên
퐾퐼
Bảng 6. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
(
퐾퐼 퐾푃 = 0.02, 퐾퐷 = 0)
퐾퐼
0.002
1.416
0.41
-9
0.005
1.398
0.43
-23
0.01
1.76
0.52
-5
0.02
1.956
0.66
0
0.05
5.65
0.975
0
0.1
Thời gian xác lập (s)
V(t) dao
động
Độ vọt lố (
%)
Sai số xác lập (v/p)
c. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
퐾퐷
Thực hiện các bước thí nghiệm như phần 5.2.a, ghi lại các kết quả vào Bảng 7
Bảng 7. Khảo sát ảnh hưởng của tham số
(
)
퐾퐷 퐾푃 = 0.02, 퐾퐼 = 0.02
퐾퐷
0.0005
1.75
0.538
0
0.001
1.033
0.458
0
0.005
2.71
0.206
0
Thời gian xác lập (s)
Độ vọt lố (
%)
Sai số xác lập (v/p)
d. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lấy mẫu T
Thực hiện các bước thí nghiệm như phần 5.2.a, ghi lại các kết quả vào Bảng 8
Bảng 8. Khảo sát ảnh hưởng của tham số T (
)
퐾푃 = 0.02, 퐾퐼 = 0.02, 퐾퐷 = 0.002
푇
0.005
2.71
0.312
0
0.01
1.626
0.332
0
0.03
1.9
0.05
0.24
0.562
0
0.1
Thời gian xác lập (s)
V(t) dao
động
Độ vọt lố (
%)
0.421
0
Sai số xác lập (v/p)
Hỏi Dựa vào các kết quả thí nghiệm ở mục 5.2, nhận xét ảnh hưởng của các tham số
,
퐾푃, 퐾퐼
và thời gian lấy mẫu lên chất lượng của hệ thống điều khiển vị trí động cơ.
퐾퐷,
Trả lời:
Từ kết quả thí nghiệm ta thấy:
▪
▪
: Hệ số khuếch đại
càng lớn thì sai số xác lập của hệ thống càng giảm nhưng
퐾푃
퐾푃
không ổn định, tuy nhiên sai số xác lập lúc nào cũng khác 0, độ vọt lố của hệ thống
càng tăng , thới gian xác lập cũng tăng (từ 0.9s lên
(푡ừ 0.0029% đế푛 0.455%)
2.454s) làm chất lượng hệ thống càng giảm.
: Khi
càng tăng làm cho sai số xác lập của hệ thống giảm dần về 0, tuy nhiên nó
퐾퐼
퐾퐼
làm cho độ vọt lố và thời gian xác lập của hệ thống càng cao nên làm cho hệ thông
càng kém ổn định hơn. Khi =0.1 hệ thống trở thành hệ dao động.
퐾퐼
▪
▪
: Không làm thay đổi sai số xác lập của hệ thống (bằng 0), làm giảm độ vọt lố (từ
퐾퐷
0.538 xuống còn 0.206 ) và giảm thời gian xác lập của hệ thống. Hệ thống càng ổn
%
%
định hơn.
: Thời gian lấy mẫu T càng lớn thì độ vọt lố của hệ thống càng cao (T từ 0.005 lên
푇
0.05 thì độ vọt lố tăng từ 0.312 lên 0.562 ), không làm thay đổi sai số xác lập và
%
%
làm giảm thời gian xác lạp của hệ thống, hệ thống càng kém ổn định. Khi T=0.1 hệ
thống trở thành hệ dao động.
4 trang
32020
Free
Bạn đang xem tài liệu "Báo cáo thí nghiệm Cơ sở tự động - Bài thí nghiệm 4: Khảo sát bộ điều khiển PID số", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_thi_nghiem_co_so_tu_dong_bai_thi_nghiem_4_khao_sat_b.docx
