Mục lục

Trang

Chương I : Tổng quan chung về thiết bị điều chỉnh tự động 4

1.1 Chất lượng của hệ thống điều khiển tự động 4

1.1.1 Nguyên tắc điều khiển và phân loại hệ thống diều khiển 5

1.1.1.1 Các nguyên tắc điều khiển . 5

1.1.1.2 Phân loại các hệ thống điều khiển tự động . 5

1.1.1.3 Đặc tính quá độ của hệ thống ĐKTĐ 5

1.1.2 Các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống ĐKTĐ . 6

1.1.2.1 Chất lượng tĩnh .7

1.1.2.2 Chất lượng ở quá trình quá độ 7

1.1.2.3 Chất lượng hỗn hợp .9

1.2 Các quy luật điều chỉnh lý tưởng 10

1.2.1 Các quy luật điều chỉnh vị trí 10

1.2.1.1 Khái niệm về điều chỉnh vị trí 10

1.2.1.2 Quy luật điều chỉnh 2 vi trí .10

1.2.1.3 Quy luât điều chỉnh 3 vi trí .11

1.2.1.4 Quy luật điều chỉnh với cơ cấu chấp hành có tốc độ không đổi .11

1.2.2 Các quy luật điều chỉnh liên tục 13

1.2.2.1 Quy luật điều chỉnh tỉ lệ (p) 13

1.2.2.2 Quy luật điều chỉnh tích phân (I) 16

1.2.2.3 Quy luật điều chỉnh tỉ lệ tích phân (PI) 18

1.2.2.4 Quy luật điều chỉnh vi phân (PD) 20

1.2.2.5 Quy luật điều chỉnh tỉ lệ vi tích phân (PID) 21

Chương II Bộ điều khiển PID 24

2.1 Thiết bị điều khiển PID 24

2.1.1 Cấu trúc PID 24

2.1.1.1 Cấu trúc PID không có phản hổi vị trí 24

2.1.1.2 Cấu trúc PID có phản hồi vị trí 28

2.1.1.3 Cấu trúc nối tiếp PI-PD 30

2.1.1.4 Cấu trúc nối tiếp PID-D 31

2.1.1.5 Giới thiệu một số thiết bị điều chỉnh PID trong công nghiệp 32

a. Thiết bị điều chỉnh PID bằng khí nén 32

b. Thiết bị điều chỉnh PID bằng điện tử 32

c. Thiết bị điều chỉnh PID dựa trên PLC 33

2.1.2 Tác động của các thành phần P, I, D 34

2.2 Chọn thông số tối ưu cho bộ điều khiển tuyến tính 37

2.2.1 phương pháp đa thức đặc trưng có hệ số suy giảm thay đổi được 37

2.2.1.1 phương pháp đa thức đặc trưng có hệ số suy giảm thay đổi được cho hệ bậc 2 37

2.2.1.2 phương pháp đa thức đặc trưng có hệ số suy giản thay đổi được cho hệ bậc cao 38

2.2.1.3 Xét ảnh hưởng của tử số hàm truyền 39

2.2.2 phương pháp bù hằng số thời gian trội 40

2.2.2.1 Khái niệm chung 40

2.2.2.2 Thiết kế bộ điều chỉnh theo tiêu chuẩn phẳng 41

2.2.2.3 Thiết kế bộ điều chỉnh cho hệ có hành vi tích phân 44

2.2.2.4 Thiết kế bộ điều chỉnh theo tiêu chuẩn đối xứng 45

2.2.3 Phương phán thiết kế bộ bù 48

Chương III Bộ điều khiển mờ 50

3.1 Khái niệm chung 50

3.1.1 Bộ điều khiển mờ cơ bản 50

3.1.2 Ưu nhược điểm của bộ điều khiển mờ 51

3.1.3 Yêu cầu khi thiết kế bộ điều khiển mờ 51

3.2 Mờ hoá 52

3.3 Quy luật suy diễn và cơ chế suy diễn mờ 52

3.3.1 Mệnh đề hợp thành 52

3.3.2 Quy tắc hợp thành 53

3.3.3 Luật hợp thành 55

3.3.3.1 Luật hợp thành một điều kiện 56

3.3.3.2 Luật hợp thành nhiều điều kiện 59

3.3.3.3 Luật của nhiều mệnh đề hợp thành 59

3.4 Giải mờ 63

3.4.1 Giải mờ theo phương pháp cực đại 64

3.4.1.1 Nguyên lý trung bình 64

3.4.1.2 Nguyên lý cận phải 65

3.4.1.3 Nguyên lý cận trái 65

3.4.2 Phương pháp điểm trọng tâm 66

3.4.2.1 Phương pháp cho luật hợp thành SUM-MIN 67

3.4.2.2 Phương pháp độ cao 68

3.5 Thiết kế bộ điều khiển mờ 68

3.5.1 Thiết kế bộ điều khiển mờ tĩnh 68

3.5.2 Thiết kế bộ điều khiển mờ động 73

3.5.2.1 Thiết kế bộ điều khiển mờ theo luật PID 74

3.5.2.2 Thiết kế bộ điều khiển mờ theo luật I 74

3.5.2.3 Thiết kế bộ điều khiển mờ theo luật PI 75

3.5.2.4 Thiết kế bộ điều khiển mờ theo luật PD 76

Chương IV ứng dụng bộ điều khiển kinh điển và bộ điều khiển mờ cho đối tượng công nghiệp 77

4.1 Tổng quan lò nung lên tục 77

4.1.1 KháI niệm lò nung liên tục 77

4.1.2 Các thông số kỹ thuật, kinh tế 78

4.1.2.1 Nhiệt độ của kim loại 78

4.1.2.2 Lượng kim loại bị oxy hoá 79

4.1.2.3 Năng suất lò nung 79

4.1.3.4 Xuất tiêu hao nhiệt 80

4.1.3 Hệ thống đo và điều chỉnh lò nung liên tục 80

4.1.4 Xây dựng hệ thống tự động khâu lò nung – máy cán 83

4.2 Thiết kế bộ điều khiển cho đối tượng là lò nung 85

4.2.1 Mô hình toán học của đối tượng công nghiệp 85

4.2.1.1 Hàm truyền của đối tượng 85

4.2.1.2 Chọn thiết bị đo 85

4.2.2 Thiết kế bộ điều khiển PID 86

4.2.2.1 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống 86

4.2.2.2 Thiết kế bộ điều khiển tương tự (PI) 87

4.2.3 Thiết kế bộ điều khiển mờ 88

4.2.3.1 Thiết kế bộ điều khiển mờ tĩnh 88

4.2.3.2 Thiết kế bộ điều khiển mờ động 92

4.2.4 Kết quả mô phỏng với nhiễu đầu vào và đầu ra 97

4.2.5 So sánh giữa tín hiệu ra của bộ điều khiển mờ và bộ điều khiển thiết kế theo phương pháp kinh điể