Công cụ hỗ trợ thiết kế sơ bộ hệ thống
System Basic Design
Thực hiện: Võ Tòng - Đặng Điền
Ngày thực hiện:
Mô phỏng PID điều khiển áp suất đầu ra của bơm thông qua biến tần
⚙️ Mô hình PID điều khiển
Mô phỏng bộ điều khiển PID (Proportional – Integral – Derivative)
để điều khiển áp suất đầu ra của bơm thông qua biến tần.
🎯 Nguyên lý hoạt động
Hệ thống liên tục so sánh áp suất thực tế (P) với
giá trị đặt (Setpoint – SP) nhằm tạo tín hiệu điều khiển phù hợp.
📐 Các thành phần PID
P: phản ứng nhanh với sai lệch tức thời ·
I: tích lũy sai số để loại bỏ sai lệch tĩnh ·
D: dự đoán xu hướng, giúp giảm dao động và tăng ổn định hệ thống.
🔌 Tác động biến tần
Tín hiệu PID được giới hạn trong dải tần số cho phép
(FMIN – FMAX) và tác động lên mô hình bơm
có quán tính với hằng số thời gian τ.
📊 Biểu đồ giám sát
Đường đỏ: áp suất đặt (SP) ·
Đường xanh: áp suất thực tế theo thời gian,
giúp đánh giá chất lượng điều khiển PID.
8
Tham số
2
Kết quả
1
Biểu đồ
📘 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ PHỎNG PID
① 🎯 Nhập giá trị đặt (Setpoint – SP)
Nhập áp suất mong muốn của hệ thống (đơn vị: bar).
Đây là giá trị mà bộ điều khiển PID sẽ cố gắng duy trì.
② 🧠 Thiết lập thông số PID
Điều chỉnh các hệ số Kp, Ki, Kd để thay đổi phản ứng của hệ thống:
• Kp: tăng tốc độ đáp ứng
• Ki: loại bỏ sai lệch tĩnh
• Kd: giảm dao động, tăng ổn định
③ 🔌 Cài đặt thông số bơm & biến tần
Thiết lập:
• Kpump: hệ số chuyển đổi tần số → áp suất
• τ (tau): hằng số thời gian quán tính của hệ bơm
• FMIN / FMAX: giới hạn tần số biến tần
④ ▶️ Chạy mô phỏng
Nhấn nút Start để bắt đầu mô phỏng.
Hệ thống sẽ cập nhật áp suất theo từng bước thời gian dt.
⑤ ⏹️ Dừng mô phỏng
Nhấn Stop để tạm dừng quá trình điều khiển.
Giá trị hiện tại được giữ nguyên.
⑥ 🔄 Reset hệ thống
Nhấn Reset để đưa áp suất, tần số và dữ liệu đồ thị về trạng thái ban đầu.
⑦ 📊 Theo dõi đồ thị
Đường đỏ: áp suất đặt (SP)
Đường xanh: áp suất thực tế (P)
So sánh hai đường để đánh giá chất lượng điều khiển PID.