Quá trình hình thành say nông sản part8

Thể loại: Điện Điện tử
Lượt xem: 117,736Lượt tải: 8Số trang: 10

Mô tả tài liệu

Chọn và xác định thông số bộ điều chỉnh. 4.2.1. Chọn bộ điều chỉnh. Mỗi một hệ thống điều khiển tự động đều cần phải ổn định và chính xác. Để hệ thống ổn định chúng ta phải tổng hợp hệ thống. Việc tổng hợp hệ thống có thể thực hiện bằng nhiều ph−ơng pháp nh− là thay đổi thông số của hệ thống hoặc thay đổi cấu trúc của hệ thống bằng cách lắp thêm vào đó các bộ điều chỉnh. ...

Tóm tắt nội dung

4.2. Chän vµ x¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh. 4.2.1. Chän bé ®iÒu chØnh. Mçi mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®Òu cÇn ph¶i æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c. §Ó hÖ thèng æn ®Þnh chóng ta ph¶i tæng hîp hÖ thèng. ViÖc tæng hîp hÖ thèng cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu ph−¬ng ph¸p nh− lµ thay ®æi th«ng sè cña hÖ thèng hoÆc thay ®æi cÊu tróc cña hÖ thèng b»ng c¸ch l¾p thªm vµo ®ã c¸c bé ®iÒu chØnh. Cã nh÷ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn dï thay ®æi th«ng sè ®Õn møc nµo còng kh«ng lµm nã æn ®Þnh ®−îc. V× vËy ta nªn sö dông ph−¬ng ph¸p thay ®æi cÊu tróc cña hÖ thèng. Sau ®©y lµ mét sè bé ®iÒu chØnh ®iÓn h×nh ®ã: * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ (P). * Bé ®iÒu chØnh tÝch ph©n (I). * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ tÝch ph©n (PI). * Bé ®iÒu chØnh vi ph©n (D). * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi ph©n (PD). * Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi tÝch ph©n (PID). Tr−íc khi chän bé ®iÒu chØnh ta cÇn hiÓu kh¸i niÖm sai lÖch tÜnh lµ g×. Sai lÖch tÜnh x¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c tÜnh cña hÖ. Sai lÖch tÜnh ®−îc tÝnh theo ®Þnh lý tíi h¹n: ( ) H×nh 4.4 cã nªu ¶nh h−ëng cña c¸c bé ®iÒu chØnh kh¸c nhau ®èi víi sai lÖch e(t) cña hÖ: H×nh 4.4 - ¶nh h−ëng cña c¸c bé ®iÒu chØnh ®èi víi sai lÖch e(t) a) Kh«ng cã bé ®iÒu chØnh. b) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ P. c) Bé ®iÒu chØnh tÝch ph©n I. d) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ tÝch ph©n PI. e) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi ph©n PD. f) Bé ®iÒu chØnh tû lÖ vi tÝch ph©n PID. Trong c¸c bé ®iÒu chØnh trªn th× bé ®iÒu chØnh tû lÖ lµ ®¬n gi¶n nhÊt, t¸c ®éng nhanh nh−ng nã kh«ng triÖt tiªu ®−îc sai lÖch tÜnh v× hÖ sè khuÕch ®¹i cao qu¸ sÏ lµm hÖ thèng mÊt æn ®Þnh. Víi bé ®iÒu chØnh I th× nã cã thÓ triÖt tiªu ®−îc sai lÖch tÜnh. Nh−ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn chËm so víi sai lÖch 900 nªn hÖ thèng mÊt æn ®Þnh. V× vËy mµ ®iÒu chØnh I vµ P kh«ng ®−îc sö dông réng r·i mµ ph¶i kÕt hîp P vµ I thµnh bé ®iÒu chØnh PI. §èi víi bé ®iÒu chØnh vi ph©n th× còng gièng nh− bé P lµ sÏ cã sai lÖch tÜnh vµ hÖ thèng sÏ mÊt æn ®Þnh khi cã nhiÔu t¸c ®éng nªn ta còng kh«ng sö dông bé ®iÒu chØnh D ®¬n thuÇn mµ th−êng kÕt hîp víi bé ®iÒu khiÓn P => PD vµ PI =>PID. Thµnh phÇn vi ph©n D lµm t¨ng nhanh tèc ®é t¸c ®éng do a) b) c) d) e) f) t kh©u vi ph©n cho ®Çu ra sím pha so víi ®Çu vµo gãc Π/2. Tuy nhiªn quy luËt PD kh«ng lµm gi¶m sai lÖch tÜnh. V× vËy trong c«ng nghiÖp th−êng sö dông trong hÖ thèng ®ßi hái t¸c ®éng nhanh. Bé ®iÒu chØnh PID lµ bé ®iÒu chØnh kÕt hîp ®−îc −u ®iÓm cña c¶ 3 bé ®iÒu chØnh P,I,D. Tuy nhiªn bé ®iÒu chØnh nµy sÏ rÊt phøc t¹p nªn ng−êi ta th−êng hay sö dông bé ®iÒu khiÓn PD,PI. Thùc tÕ bé ®iÒu khiÓn PD ®−îc dïng trong ®iÒu khiÓn ng−êi m¸y, tay m¸y; cßn PI ®−îc dïng trong ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt lùc. V× vËy trong ®Ò tµi nµy chóng t«i chän bé ®iÒu chØnh PI. 4.2.2. X¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh. Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh PI lµ: GPI(s) = S¬ ®å hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®−îc vÏ l¹i nh− sau: Th«ng th−êng th«ng sè tèi −u ®−îc chän lµ: Ti = T = 36 Hµm truyÒn cña hÖ hë ®−îc chän lµ: W(s) = = e sTs K τ−1 víi K1= Kp.K M«®un vµ pha ®−îc x¸c ®Þnh nh− ë h×nh IV.2.2 vµ b»ng: |W(jω)| = ϕ = -ωτ - 2 π Z Y U X E e sTs K τ− +1 H×nh 4.5 - §Æc tÝnh tÇn biªn pha cña hÖ thèng. NÕu ®é dù tr÷ æn ®Þnh vÒ biªn ®é ®−îc chän lµ 0,5 ( ®é dù tr÷ æn ®Þnh vÒ biªn ®é x¸c ®Þnh bëi tû sè cña hÖ sè khuÕch ®¹i giíi h¹n kg víi hÖ sè khuÕch ®¹i hiÖn hµnh: β = ( ) = ); øng víi gãc lÖch pha -π = -ω π τ - 2 π Tõ ®ã : : |W(jω π )| = τ π Víi ®é dù tr÷ æn ®Þnh nh− trªn ta cã: K1= Kp.K ≤ 4 π τ T = 4 π = 35,34 Kp ≤ 35,34: 3,9 = 9 VËy bé ®iÒu chØnh PI ®−îc chän nh− sau: GPI(s) = §Ó thùc hiÖn hµm nµy trong vi ®iÒu khiÓn ta ph¶i tiÕn hµnh chuyÓn nã vÒ ph−¬ng tr×nh sai ph©n b»ng c¸ch thay víi T lµ thêi gian trÝch mÉu (LÊy thêi gian trÝch mÉu lµ 1s) ta cã: G(z) = hay Y(z).z - Y(z) = 72.U(z).z - 71U(z). Y(z).z = 72.U(z).z - 71.U(z) + Y(z) Víi Y(z) lµ tÝn hiÖu ra rêi r¹c vµ U(z) lµ tÝn hiÖu vµo rêi r¹c. Theo tÝnh chÊt dÞch hµm gèc th× zz.Y(z) = Y(k+n) Nh− vËy ta cã Y(k+1) = 72.U(k+1) - Ch¦¥ng V lËp tr×nh 5.1. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn. 5.1.1. Ch−¬ng tr×nh chÝnh. H×nh 5.1 - ThuËt to¸n ®o vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é buång sÊy. 5.1.2. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®äc A/D. KÕt khiÓn HiÓn thÞ nhiÖt ®é ®o vµ nhiÖt ®é ®Æt HiÓn thÞ nhiÖt ®é ®oKey2 = 1 §äc ADC Key1 = 1 NhiÖt ®é ®Æt ban ®Çu B¾t ®Çu HiÓn thÞ nhiÖt ®é ®Æt l¹i T¨ng t0 ®Æt Gi¶m t0 ®Æt Key3 = 1 H×nh 5.2 - Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®äc A/D 5.1.3. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh t¨ng gi¶m nhiÖt ®é ®Æt. H×nh 5.3 - Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh t¨ng gi¶m nhiÖt ®é ®Æt. 5.1.4. Gi¶i thuËt chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n ra sè BCD. B¾t ®Çu §äc d÷ liÖu A/D §æi d÷ liÖu ra sè BCD cÊt vµo RAM ë c¸c ®Þa chØ KÕt B¾t ®Çu T0 ®Æt < T0 ®Æt >250 § T¨ng nhiÖt ®é ®Æt lªn 1 ®¬n vÞ Gi¶m nhiÖt ®é ®Æt xuèng 1 ®¬n vÞ KÕt thóc § Vi xö lý th−êng lµm viÖc víi c¸c sè nhÞ ph©n. Tuy nhiªn khi l−u tr÷, khi hiÓn thÞ hoÆc khi truyÒn gi÷a c¸c thiÕt bÞ c¸c gi¸ trÞ sè 0...9, thùc chÊt ta lµm viÖc víi m· ascii cña c¸c sè ®ã,tøc lµ c¸c sè 30H... 39H. Nh− vËy ta thÊy trong mét byte m· Ascii biÓu diÔn c¸c sè 0... 9 cã 4 bit thÊp øng víi m· BCD cña chÝnh c¸c sè ®ã, 4 bit cao bao giê còng øng víi m· BCD cña sè 3 (0011B). NÕu trong byte m· Ascii nµy ta thay 4 bit cao b»ng 0H th× ta thu ®−îc sè BCD. Ng−îc l¹i nÕu thay 4 bit cña byte cao cña sè BCD b»ng 0011 th× ta thu ®−îc m· Ascii cña sè ®ã. VËy ®Ó hiÓn thÞ vµ l−u tr÷ c¸c gi¸ trÞ ®äc ®−îc tõ ADC ta c¸c sè nhÞ ph©n sang m· BCD vµ sau ®ã chuyÓn tõ BCD sang Ascii b»ng c¸ch céng sè BCD ®ã víi 30H. ThuËt to¸n chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n sang BCD nh− sau: H×nh 5.4 - Gi¶i thuËt chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n ra sè BCD. 5.1.5. Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn Triac. B¾t ®Ç Chia sè cÇn ®æi cho10 ®−îc sè d− lµ hµng ®¬n vÞ Chia tiÕp kÕt qu¶ cho 10 ®−îc sè hµng chôc vµ tr¨m CÊt kÕt qu¶ vµo bé nhí ë ®Þa chØ 30H, 31H, 32H KÕt thóc H×nh 5.5 - Gi¶i thuËt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn Triac. 5.2. LËp tr×nh. 5.2.1. Ng«n ng÷ lËp tr×nh. CPU chØ tÝnh to¸n trªn c¸c sè nhÞ ph©n víi tèc ®é rÊt cao. Tuy nhiªn, ®èi víi con ng−êi, nÕu ph¶i lËp tr×nh víi c¸c sè nhÞ ph©n th× thËt nhµm ch¸n vµ chËm ch¹p. Thêi kú ®Çu cña m¸y tÝnh lËp tr×nh viªn ph¶i viÕt ch−¬ng tr×nh d−íi d¹ng ng«n ng÷ m¸y (chØ gåm c¸c sè 0 vµ 1). MÆc dï sè thËp lôc ph©n (sè Hexa) ®· biÓu diÔn kh¸ hiÖu qu¶ sè nhÞ ph©n, song lµm viÖc trªn m· m¸y vÉn lµ c«ng viÖc kh¸ nÆng nhäc ®èi víi con ng−êi. Cuèi cïng hîp ng÷ ®· ®−îc x©y dùng, trong ®ã cã sö dông c¸c tõ gîi nhí vµ cïng víi nh÷ng ®Æc tÝnh kh¸c n÷a, hîp ng÷ ®· gióp cho viÖc lËp tr×nh dÔ dµng vµ Ýt lçi h¬n. C¸c ch−¬ng tr×nh hîp ng÷ cÇn ®−îc dÞch ra d¹ng m· m¸y nhê mét ch−¬ng tr×nh ®−îc gäi lµ tr×nh hîp dÞch. Hîp ng÷ ®−îc coi lµ mét ng«n ng÷ bËc thÊp v× nã cã quan hÖ trùc tiÕp víi cÊu tróc bªn trong cña cña CPU. §Ó lËp tr×nh hîp ng÷ lËp tr×nh viªn § § S Sau nguyªn gãc më Triac TÝnh to¸n ®Ó t¨ng gãc më Triac Cho gãc më Triac ban ®Çu TÝnh to¸n ®Ó gi¶m gãc më Triac T0 ®o < T0 ®Æt) th−êng n¾m v÷ng tÊt c¶ c¸c thanh ghi cña CPU, kÝch th−íc cña chóng còng nh− c¸c chi tiÕt liªn quan kh¸c. Ngµy nay, ta cã thÓ sö dông c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh kh¸c nhau nh− Basic, Pascal, C, C++, Java vµ nhiÒu ng«n ng÷ kh¸c. C¸c ng«n ng÷ nµy lµ nh÷ng ng«n ng÷ bËc cao v× lËp tr×nh viªn kh«ng cÇn ph¶i t−¬ng t¸c víi c¸c chi tiÕt bªn trong CPU. C¸c ng«n ng÷ bËc cao ®−îc dÞch ra m· m¸y b»ng mét ch−¬ng tr×nh gäi lµ tr×nh biªn dÞch. Tuy nhiªn khi lËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ cao th−êng tèn nhiÒu bé nhí h¬n vµ tèc ®é xö lý cña chÝp sÏ chËm h¬n. V× vËy trong ®Ò tµi nµy chóng t«i sö dông hîp ng÷. 5.2.2. CÊu tróc cña hîp ng÷. Mét ch−¬ng tr×nh hîp ng÷ bao gåm mét chuçi c¸c dßng lÖnh hîp ng÷ . Mét lÖnh hîp ng÷ bao gåm mét tõ gîi nhí vµ tuú theo lÖnh mµ sau ®ã cã mét hoÆc hai to¸n h¹ng. Tõ gîi nhí lµ lÖnh yªu cÇu CPU thùc hiÖn cßn c¸c to¸n h¹ng lµ c¸c d÷ liÖu cÇn thao t¸c. Sau ®©y lµ mét vÝ dô vÒ ch−¬ng tr×nh hîp ng÷: ORG 0H; MOV R5,#25H MOV R7,#34H MOV A,#0 ADD A,R5 ADD A,R7 ADD A,#12H HERE: SJMP HERE END Ch−¬ng tr×nh trªn ®©y lµ mét chuçi c¸c c©u lÖnh, trong ®ã cã c¸c lÖnh hîp ng÷ nh− ADD, MOV.. vµ c¸c chØ dÉn. LÖnh hîp ng− lu«n yªu cÇu CPU thùc hiÖn mét nhiÖm vô , cßn chØ dÉn cã nhiÖm vô h−íng dÉn cho hîp ng÷ chø kh«ng yªu cÇu CPU thùc hiÖn hµnh ®éng nµo. ë vÝ dô trªn th× ADD, MOV lµ lÖnh cßn ORG vµ END lµ chØ dÉn. Nh− vËy mét ch−¬ng tr×nh hîp ng÷ lu«n ®−îc b¾t ®Çu vµ kÕt thóc b»ng c¸c chØ dÉn.