Tải bản đầy đủ
Hình 2-15. Đáp ứng quá độ của hệ thống với đầu vào là bậc thang đơn vị.

Hình 2-15. Đáp ứng quá độ của hệ thống với đầu vào là bậc thang đơn vị.

Tải bản đầy đủ

Phương pháp

Kp

Ti

Td

P

T/L



0

PI

0,9 T/L

3L

0

PID

1,2 T/L

2L

0,5L

Đáp ứng dạng trên thường đặc trưng cho lò nhiệt hay điều khiển mức, đáp ứng hệ kín
có vọt lố với hệ số đệm khoảng 0.2.
Thực tế cho thấy, bảng thông số trên không chính xác và thường dùng làm cơ sở cho
việc hiệu chỉnh. Khâu vi phân có thể gây ra mất ổn định, nên chọn Kp nhỏ hơn và Ti
lớn hơn.
• Phương pháp thứ 2.
Đầu tiên ta cho Ki và Kd = 0, thay đối Kp từ 0 tới giá trị giới hạn Kgh cho tới khi đầu
ra có dao động ổn định. Giá trị này tương đương với chu kỳ dao động Pgh- Các thông
số được chọn như bảng sau:
Hiệu chỉnh PID theo Ziegler - Nichols
Phương pháp
Kp
KI
Td
P

0,5Kgh



0

PI

0,45Kg
h
0,6Kgh

1/1,2.Pg
h
0,5Pgh

0

PID

0,125Pgh

Ziegler - Nichols được sử dụng rộng rãi đế hiệu chỉnh PID các hệ thống điều khiến
quá trình, khi mà quá trình động không biết trước một cách chính xác. Nguyên tắc này
cũng được áp dụng với các đối tượng mà đặc tính động học của nó được biết trước.
Nếu hàm truyền đạt được biết trước, đáp ứng quá độ với hàm bậc thang có thế tính
được, hệ số khuếch đại giới hạn Kgh và chu kỳ Pgh cũng tính được. Như vậy sử dụng
các giá trị này có thế tính được Kp, Ti, Td.
2.4.7. MOSFET.
Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field
Effect Transistor ) là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với
Transistor thông thường mà ta đã biết. Mosfet thường có công suất lớn hơn rất nhiều
so với BJT.Đối với tín hiệu 1 chiều thì nó coi như là 1 khóa đóng mở. Mosfet có
nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có
trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu.
a). Cấu tạo MOSFET.
21

Hình 2-16. FET
Cấu tạo của Mosfet ngược Kênh N:
− G : Gate gọi là cực cổng.
− S : Source gọi là cực nguồn.
− D : Drain gọi là cực máng
b). Nguyên lý hoạt động.
Mosfet hoạt động ở 2 chế độ đóng và mở. Do là một phần tử với các hạt mang
điện cơ bản nên Mosfet có thể đóng cắt với tần số rất cao. Nhưng để đảm bảo thời gian
đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại là vẫn đề quan trọng .
− Đối với kênh P : Điện áp điều khiển mở Mosfet là Ugs0. Dòng điện sẽ đi từ S
đến D
− Đối với kênh N : Điện áp điều khiển mở Mosfet là Ugs >0. Điện áp điều khiển
đóng là Ugs<=0. Dòng điện sẽ đi từ D xuống S.
Do đảm bảo thời gian đóng cắt là ngắn nhất người ta thường : Đối với Mosfet Kênh N
điện áp khóa là Ugs = 0 V còn Kênh P thì Ugs=~0.
c). Phân loại.
FET có hai loại chính là:
− FET điều khiển bằng tiếp xúc P-N (hay gọi là tranzito trường mối nối):
Junction field- effect transistor - viết tắt là JFET.
− FET có cực cửa cách điện: MOSFET
Chia làm 2 loại là MOSFET kênh sẵn và MOSFET kênh cảm ứng. Mỗi loại FET lại
được phân chia thành loại kênh N và loại kênh P.
d). Ứng dụng.
22

FET có khả năng đóng nhanh với dòng điện và điện áp khá lớn nên nó được sử
dụng nhiều trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Vì do đóng cắt nhanh làm cho
dòng điện biến thiên. Nó thường thấy trong các bộ nguồn xung và cách mạch điều
khiển điện áp cao.
2.4.8. Atmega8.
a). Đặc điểm.
ATMega8 là một Vi Điều Khiển thuộc dòng Mega AVR của hãng ATMEL.
-

23 ngõ vào/ra khả trình.
Được đóng gói trong 28 chân kiêu vỏ PDIP.
CPU có kiến trúc RISC, có 130 lệnh, hầu hết chúng thực hiện chỉ trong một chu
kỳ xung clock.
32 thanh ghi đa dụng.
Tốc độ tối đa lên đến 16MIPS với thạch anh 16MHz.
Có 8KB bộ nhớ Flash lập trình ISP.
512Bytes EEPROM và 1KB SRAM
2 bộ Timer/Counter 8 bit, 1 bộ so sánh o 1 bộ Timer/Counter 16 bit.
Điện áp hoạt động 2,7 - 5.5V.
Tần số hoạt - 0 - 8 MHz (ATmega8L).

Hình 2-17. Sơ đồ chân Atmega8.
b). Cấu trúc các Port xuất nhập.

23

Hình 2-18. Cấu trúc chân của AVR.
ATMega8 có 3 Port xuất nhập: PortB (có 8 bits), Porte (7 bits), PortD (có 8 Bits).
Mỗi một cổng của Vi điều khiển được liên kết với 3 thanh ghi: PORTx, DDRx, PINx.
3 thanh ghi này sẽ phối hợp với nhau đế điều khiến hoạt động của cổng thành lối vào
sử dụng Pull-up...
Cấu trúc chân của AVR có thể phân biệt rõ chức năng (vào/ra), trạng thái (0/1) từ
đó ta có 4 kiểu vào ra cho một chân của AVR. Khác với 89xx là chỉ có 2 trạng thái
duy nhất (0 1). Đặc biệt nguồn từ chân của AVR đủ khoẻ để điều khiển Led trực tiếp
(dòng khoảng hàng chục mA) còn 89xx chỉ là vài uA .
Để điều khiển các chân này chúng ta có 2 thanh ghi:
-

PORTx :giá trị tại từng chân (0 - 1) có thể truy cập tới từng bit PORTx.n

PORTx là thanh ghi 8 bit có thể đọc ghi. Đây là thanh ghi dữ liệu của PORTx. Nếu
thanh ghi DDRx thiết lập cổng là lối ra, khi đó giá trị của thanh ghi PORTx cũng là giá
trị của các chân tương ứng của PORTx, nói cách khác, khi ta ghi một giá trị logic lên
bit 1 của thanh ghi này thì chân tương ứng của bit đó cũng có cùng mức logic. Khi
thanh ghi DDRx thiết lập cổng thành lối vào thì thanh ghi PORTx đóng vai trò như
một thanh ghi điều khiến cổng. Cụ thế, nếu một bit của thanh ghi này được ghi thành 1
thì điện trở treo (pull-up resistor) ở chân tương ứng với nó sẽ được kích hoạt, ngược
lại nếu bit được ghi thành 0 thì điện trở treo ở chân tương ứng sẽ không được kích
hoạt, cống ở trạng thái tổng trở cao.
-

DDRx : thanh ghi chỉ trạng thái của từng chân , vào hoặc là ra .

Đây là thanh ghi 8 bits (có thế đọc ghi) có chứ năng điều khiến hướng của cống (là lối
vào hay lối ra). Khi một bit của thanh ghi này được set lên 1 thì chân tương ứng với nó
được cấu hình thành ngõ ra. Ngược lại nếu của thanh ghi DDRx là 0 thì chân tương
ứng của nó được thiết lập thành ngõ vào.

24