Thiết kế bộ điều khiển PID và bộ điều khiển FLC (fuzzy logic controller) cho hệ thống gia nhiệt

Nguyễn Thị Thanh Quỳnh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 39 - 44

39

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN FLC

(FUZZY LOGIC CONTROLLER) CHO HỆ THỐNG GIA NHIỆT

Nguyễn Thị Thanh Quỳnh*

, Phạm Văn Thiêm

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp –ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Vấn đề ổn định nhiệt độ cho hệ thống gia nhiệt gặp nhiều khó khăn do các hệ thống này thường có

quán tính nhiệt rất lớn, nhất là khi có nhiễu tác động và có sai lệch về giá trị đo. Về mặt lý thuyết

có nhiều phương pháp điều khiển được áp dụng cho bài toán này [1],[2],[5]. Bài báo này trình bày

tóm tắt về hai phương pháp thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ dùng PID và FLC (Fuzzy Logic

Controller) để ổn định nhiệt độ cho hệ thống gia nhiệt CRT 916921 tại trường Đại học Kỹ thuật

Công nghiệp. Đồng thời bài báo này cũng khảo sát chất lượng của hệ thống gia nhiệt khi có nhiễu

tác động. Việc thực thi luật điều khiển trên được xây dựng trên môi trường Visual Basic 6.0 sử

dụng chuẩn giao tiếp RS232 và được đóng gói để thuận tiện cho việc cài đặt.

Từ khóa: Ổn định nhiệt độ, PID,FLC,CRT916921,Visual Basic 6.0

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Hệ thống thí nghiệm điều khiển gia nhiệt CRT

916921 đã được nhà trường mua từ những năm

2000, để phục vụ cho công tác thí nghiệm.

Hình 1. Hệ thống thí nghiệm điều khiển gia nhiệt

CRT 916921

Mô hình của hệ thống gia nhiệt được thể hiện

như Hình 2, trong đó:

Đầu đo nhiệt độ, dùng cảm biến PT

100(RTD) được cấu tạo từ kim loại Platinum

và quấn tùy theo hình dáng của đầu dò nhiệt

có giá trị điện trở khi ở 00C là 100 Ohm, đây

là một loại cảm biến thụ động nên khi sử

dụng cần một nguồn ngoài ổn định, có dải đo

từ -2000C đến 6000C.

Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển theo

phương pháp pha đứng có hàm truyền:

*

Tel: 0912.667.268; Email: quynhruby@gmail.com

( )

CLs G s K e CL CL

−τ =

(1)

Bộ giao tiếp (đọc tín hiệu đo và xuất tín hiệu

điều khiển) sử dụng thêm PIC18F778.

Hình 2. Mô hình hệ thống thí nghiệm điều khiển

gia nhiệt CRT 916921

Hình 3. Bộ giao tiếp AD/DA cũ (trái)

và bộ giao tiếp AD/DA sau khi cải tiến

Hai bơm (pump1 và pump2) dùng để bơm

nước lạnh vào bình gia nhiệt (coi là nhiễu phụ

tải), lượng nước bơm vào phụ thuộc vào độ

mở van tính theo phần trăm (0% đến 100%)

của van Noise.