Một số vấn đề liên quan đến hệ thống DKTD, hàm, bộ DKTD!

Bạn nói rất đúng!
Trong quá trình điểu khiển bất kỳ thông số nào theo bộ điều khiển PID, chúng ta cũng cần thêm một số các đặc trưng của các tín hiệu đầu vào cũng như đầu ra của các thiết bị cần điều khiển và các thiết bị khởi tạo thông số điều khiển.
Lấy một ví dụ nho nhỏ cho các bạn tham khảo và cho ý kiến.
Một thiết bị cần điều khiển về tốc độ quay. Giả sử như một máy bơm nước chẳng hạn! Khi các thông số trên đầu ra của bơm như: Áp suất, lưu lượng nước và một số các thông số trên thiết bị được cấp nước bởi bơm này (Mức nước trên bể được bơm).
Chúng ta cần lấy tất cả các thông số đó vào một bộ biến đổi A/D (tuỳ theo từng trường hợp có thể ứng dụng các loại khác nhau) Sau khi được biến đổi toàn bộ sang tín hiệu điều khiển (nói chung như vậy chắc các bạn cũng hiểu). Trước khi vào bộ PID, các tín hiệu đó sẽ qua các hàm riêng lẻ ( có thể điều khiển được các thông số Ki, Kp, Kd mà bạn đề cập ở trên) Tiếp đến sẽ qua bộ đồng nhất, lọc và hợp thức hoá tín hiệu điều khiển (bộ PID) tác động đến bộ biến tần của bơm, thay đổi tần số động cơ sao cho thích hợp với các thông số đầu vào để cân bằng hệ thống.(Giữ cho mức nước ở bể, áp suất trên đường ống cũng như lưu lượng nước luôn ở trạng thái ổn định.
Để có được đường đặc tính ổn định theo thời gian. CHúng ta cần tính toán và đặt các giá trị Ki, Kp, Kd cho phù hợp. Ví dụ:
- Đường đặc tính thực tế lúc chưa điều chỉnh các thông số trên, ta thấy có một số bất thường như:
1.Mức nước trên bể luôn giữ ở mức cao.
2. Công suất của bơm dao động với khoảng dao động lớn.
3. Tín hiệu điều khiển chậm so với khoảng thời gian thực tế cần có.
4. Mức nước trên bể cũng như công suất của bơm thay đổi rất nhanh, không thích ứng với điều kiện thực tế.
Xin các bác cho em biết: 1 trong 4 trường hợp trên ta cần phải thay đổi như thế nào (Ki, Kp, Kd ) để có thể đạt được những mong muốn trong quá trình điều khiển.
Rất mong sự giúp đỡ của các bác trong vấn đề này!
Thân mến
hanh114212

Vấn đề nêu ra của bác hanh có lẽ là vấn đề chuyên sâu về công nghệ bơm . Tuy nhiên ngoài ảnh hưởng của các tham số Ki,Kp, Kd có lẽ bác nên kiểm tra thêm một số thông số của bộ biến tần, đặc biệt là tham số quan hệ U/f. Đối với các thiết bị máy bơm và quạt gió, U/f tỉ lệ theo quan hệ bậc 2
Nhân tiện em cũng muốn hỏi các bác về ý nghĩa sử dụng tham số acceleration time, đây là tham số quan trọng quyết định đến vấn đề an toàn vận hành và ổn định hệ thống

Bạn nói rất đúng!
Trong quá trình điểu khiển bất kỳ thông số nào theo bộ điều khiển PID, chúng ta cũng cần thêm một số các đặc trưng của các tín hiệu đầu vào cũng như đầu ra của các thiết bị cần điều khiển và các thiết bị khởi tạo thông số điều khiển.
Lấy một ví dụ nho nhỏ cho các bạn tham khảo và cho ý kiến.
Một thiết bị cần điều khiển về tốc độ quay. Giả sử như một máy bơm nước chẳng hạn! Khi các thông số trên đầu ra của bơm như: Áp suất, lưu lượng nước và một số các thông số trên thiết bị được cấp nước bởi bơm này (Mức nước trên bể được bơm).
Chúng ta cần lấy tất cả các thông số đó vào một bộ biến đổi A/D (tuỳ theo từng trường hợp có thể ứng dụng các loại khác nhau) Sau khi được biến đổi toàn bộ sang tín hiệu điều khiển (nói chung như vậy chắc các bạn cũng hiểu). Trước khi vào bộ PID, các tín hiệu đó sẽ qua các hàm riêng lẻ ( có thể điều khiển được các thông số Ki, Kp, Kd mà bạn đề cập ở trên) Tiếp đến sẽ qua bộ đồng nhất, lọc và hợp thức hoá tín hiệu điều khiển (bộ PID) tác động đến bộ biến tần của bơm, thay đổi tần số động cơ sao cho thích hợp với các thông số đầu vào để cân bằng hệ thống.(Giữ cho mức nước ở bể, áp suất trên đường ống cũng như lưu lượng nước luôn ở trạng thái ổn định.
Để có được đường đặc tính ổn định theo thời gian. CHúng ta cần tính toán và đặt các giá trị Ki, Kp, Kd cho phù hợp. Ví dụ:
- Đường đặc tính thực tế lúc chưa điều chỉnh các thông số trên, ta thấy có một số bất thường như:
1.Mức nước trên bể luôn giữ ở mức cao.
2. Công suất của bơm dao động với khoảng dao động lớn.
3. Tín hiệu điều khiển chậm so với khoảng thời gian thực tế cần có.
4. Mức nước trên bể cũng như công suất của bơm thay đổi rất nhanh, không thích ứng với điều kiện thực tế.
Xin các bác cho em biết: 1 trong 4 trường hợp trên ta cần phải thay đổi như thế nào (Ki, Kp, Kd ) để có thể đạt được những mong muốn trong quá trình điều khiển.
Rất mong sự giúp đỡ của các bác trong vấn đề này!
Thân mến
hanh114212
[/QUOTE]

PID xử lý các thông số accel và decel, đúng hơn là xử lý gia tốc của hệ thống. Do đó PID đối với motor còn đòi hỏi 1 thông số rất quan trọng là ramp, khi đó PID sẽ vi phân giá trị ramp để điều chỉnh đầu ra một cách mịn nhất, ít dao động nhất.
Do đó tôi không biết nói sao cho chính xác nhất, vì PID chỉ là vi phân, tích phân, khuếch đại độ chênh lệch. Còn các thông số cụ thể thì phụ thuộc vào từng hệ thống cụ thể, biến tần, ....
Vậy nên cách điều chỉnh các tham số PID cũng là một phương pháp.

[/QUOTE]

Chỉnh cơ tự động (servomechanism).
Một loại hệ thống điều khiển đáng được đặc biệt lưu tâm do tính thịnh hành của nó trong kỹ nghệ và ngôn ngữ điều khiển học. Ðó là servomechanism.
Một servomechanism là một hệ điều khiển tự động, trong đó biến số kiểm soát C là vị trí cơ học, hoặc đạo hàm theo thời gian của vị trí (vận tốc hay gia tốc).
Thí dụ : Xem một bộ điều khiển tự động đóng mở van nước.

H.1_14: Servo mechanism điều khiển van.
Ngõ vào của hệ thống là một biến trở loại quay P1, được đấu với nguồn điện. Chân thứ 3 (con chạy) được quy chuẩn theo vị trí góc (radians) và đấu vào một ngõ vào của mạch khuếch đại servo. Mạch khuếch đại này cung cấp đủ điện thế cho một động cơ điện gọi là servo motor. Trục của motor được truyền (cơ khí) đến một van để mở hay khóa nước. Nếu trục motor quay 360 thì van mở hoàn toàn.
P2 gọi là biến trở hồi tiếp. Chân thứ 3 được nối (cơ khí) với trục motor nhờ một bánh răng và đấùu (điện) với ngõ vào thứ hai của mạch khuếch đại servo.
Tùy vị trí con chạy của hai biến trở, mà điện thế sai biệt e có thể dương, âm hay bằng zero. Ðiện thế này được khuếch đại, sau đó đặt vào motor đêû điều khiển motor quay theo chiều mở van, đóng van hay vẩn giữ van ở vị trí cũ ( e= 0; khi đó motor không quay). Giã sử van đang đóng, ta quay P1 một góc (để đặt một tiêu chuẩn tham khảo ở ngõ vào ). Ðiện thế e mất cân bằng (khác 0), làm cho motor quay một góc (thích ứng với góc quay của con chạy P1 ) làm van mở. Ðồng thời, qua bộ bánh răng truyền động, con chạy P2 cũng quay một góc sao cho điện thế sai biệt e trở về 0 (motor không quay). Van được giữ ở độ mở ấy.
Hệ thống trên được trình bày bằng sơ đồ khối như sau :

H.1_15 : Sơ đồ khối servomechamism điều khiển van.
----------------------------------------------------------------------------------
CƠ SỞ TỰ ĐỘNG HỌC Giáo viên: PHẠM VĂN TẤN
http://www.dec.ctu.edu.vn/cit/gtrinh/tdhoc/lythuyet/ch_1/chuong1.htm

Điều khiển cơ học tự động là 1 trong những yếu tố đang đáng 1 vai trò rất quan trọng trong công nghiệp nặng hiện nay. Bác Lan đã đưa ra 1 ví dụ về việc điều khiển 1 van nước nhờ 1 động cơ điện. Và điều khiển đóng mở van là điều khiển điệp áp cho động cơ. Nhưng có những ứng dụng khác cũng rất có hiệu quả. Đó là sử dụng truyền động khí để điều khiển 1 van nước.
Cấu trúc rất đơn giản ( EM không có tài liệu để cóa thể scan lên cho mọi người cùng tham khảo). Đầu ra của van nước là lưu lượng nước. Khi lưu lượng nước thay đổi. trong khi đó ta cần phải giữ 1 lưu lượng nước nhất định (15m3/h chẳng hạn) Lúc đó, độ chênh lệch lưu lượng sẽ tác động đến cảm biến đo lưu lượng và làm cho nó sinh ra 1 độ chênh lệch điện áp nhất định. Qua bộ biến đổi I/O, lúc đó van khí điều khiển sẽ được tác động bằng 1 dòng điện nhỏ thay đổi độ đóng mở cho van nước.
Rất dơn giản, nhưng để tạo ra nó là cả 1 khối công việc không pải là ít!
Mong mọi người sẽ đóng góp cho H những kiến thức bổ ích về vấn đề này.
thân mến!
hanh114212

Vấn đề có vẻ càng ngày càng phức tạp, nhỉ.
Tóm lại tôi nghĩ nó là nguyên lý dao động con lắc cân bằng, tại đó gia tốc bằng zero lý tưởng hoặc nằm trong khoảng cho phép.
Vị trí cân bằng phải được xác định thông qua một giá trị chuẩn, các vị trí khác tại các thời điểm khác nhau tạo ra 1 giá trị lỗi so với giá trị chuẩn. Quá trình phát triển của giá trị lỗi này được mô tả như một hàm liên tục có giới hạn, Ti, Td chẳng qua là sự phản ánh của đạo hàm và tích phân của quá trình, cho phép xác định hướng phát triển của hệ thống (hàm sô).
PID chỉ có duy nhất một phương trình thôi. Sự khác biệt là nằm ở phương pháp hiệu chỉnh các tham số P, Ti, Td. Đây là cái BGĐK nói tới. Mỗi hệ thống đều có tính quán tính khác nhau, do đó phương pháp hiệu chỉnh khác nhau. Các bộ process controller thương mại đều hỗ trợ thuật toán auto-tuning, dựa trên phương pháp Zeighler-Nichols.
Thường thì hai bài toán đặc trưng của PID là điều khiển nhiệt độ và motor. Còn các hệ thống khác như hệ thống bơm nước không cần đến PID, vì quá trình của nó có thể đưa về dạng Floating Point, là có thể điều khiển ON/OFF được, vì không lẽ bạn dùng máy bơm để bơm nước trong cái cốc. ON/OFF bao nhiêu lần, mỗi lần ON bao nhiêu, OFF bao nhiêu trong 1 đơn vị thời gian hay tỉ lệ theo các giá trị trên trục đơn vị thời gian?
Vậy khi phân tích cho 1 hệ thống, phải xác định ngưỡng và khoảng dao động cho phép của bài toán, còn không thì cứ lan man.

Chỉ là tương đối, để xử lý nước thải KCN theo công nghệ UNITANK (hình 1), SEGHERS Bỉ dùng qui trình (hình 2), trong đó có 1 LABVIEW trên Bioscan (hình 3), 2 bảng PID (hình 4,5) và 44 bảng Matrận (hình 6,7,8) trên PLC S7-200 và PLC S5-135U

(hình 1)

(hình 2)

(hình 3)

(hình 4)

(hình 5)

(hình 6)

(hình 7)

(hình 8)
--------------------------------------------------------------------------------
KỸ SƯ KHÔNG BIÊN GIỚI
--------------------------------------------------------------------------------

Hình như PID trong hệ thống xử lý nước của bác là Process ID, hoặc Process Identificator. Chứ không phải là đạo hàm-tích phân- tỉ lệ.

Điểm setpoint=0, output PID =0, period=0. Hình như cái này disable rồi.
PID được hiệu chỉnh theo setpoint của cái gì hở bác.
Được opentdoors sửa chữa / chuyển vào 16:32 ngày 04/06/2006

- Do chạy thử trên SERVER không có PLC và thiết bị IN OUT nên tín hiệu=0.


Thân!
Được lan0303 sửa chữa / chuyển vào 00:28 ngày 05/06/2006

Ý em nói là: Trong các hệ thống số, vd như PLC, việc lấy mẫu phải dựa trên periodic interrupt. Nếu cái đó bằng zero, nghĩa là nghiệm của hệ phương trình sai phân của phương trình PID sẽ là vô nghĩa.
Một phương trình vi phân như phương trình PID thường được chuyển đổi sang không gian phức để giải dưới dạng ma trận, mà mỗi phần tử của nó biểu diễn hệ số của phương trình.