Page 130 - Kỷ yếu hội thảo khoa học quốc tế - Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh , lần thứ 8

th
HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC TẾ ATiGB LẦN THỨ TÁM - The 8 ATiGB 2023 113

• Mô phỏng và thực nghiệm phương pháp điều III. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA
khiển trên mô hình hệ thống lò nhiệt điện trở thật để LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ
đánh giá hiệu quả của phương pháp đề xuất. 3.1. Thu thập dữ liệu thực tế của mô hình
Các phần còn lại của nghiên cứu này sẽ trình bày
như sau: Trong mục 2 giới thiệu mô hình hệ thống lò Để xây dựng mô hình toán học của hệ thống thì
nhiệt điện trở thực tế được sử dụng để phục vụ cho việc thu thập dữ liệu thật của mô hình đóng vai trò rất
mục đích thực nghiệm. Tiếp theo mục 3 sẽ xây dựng quan trọng. Việc thu thập dữ liệu gồm bước sau đây:
mô hình lò nhiệt và áp dụng phương pháp điều khiển • Bước 1: Đặt giá trị tín hiệu PWM cho trước cố
PID, H  / PID trong mục 4. Các kết quả mô phỏng định, từ đó có giá trị điện áp tới lò nhiệt ở một mức cố
và thực nghiệm được trình bày trong mục 5. Một số định đảm bảo công suất của lò nhiệt không thay đổi
kết luận được trình bày ở cuối cùng. trong suốt quá trình khảo sát.
II. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN • Bước 2: Lưu các giá trị tín hiệu PWM và các giá
LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ
trị nhiệt độ thật của lò được đọc lên từ cảm biến.
Trong phạm vi nghiên cứu này, một mô hình lò
điện trở được thiết kế và lắp ráp để thử nghiệm thuật Thời gian chạy thực nghiệm để lấy dữ liệu là
toán điều khiển. Sơ đồ khối của hệ thống được trình 1000s.
bày ở hình 1 - Sơ đồ nguyên lý mô hình lò nhiệt điện 3.2. Nhận dạng mô hình toán học của hệ thống lò
trở. Trong sơ đồ khối, hệ thống gồm khối lò nhiệt, điện trở
khối mạch công suất, khối điều khiển, khối cảm biến
và khối truyền thông. Trong đó, khối lò nhiệt được Để nhận dạng mô hình toán học của hệ thống lò
đốt nóng bằng bóng đèn sợi đốt. Để cấp nguồn áp cho điện trở, thì công cụ System Identification trong phần
khối lò nhiệt này thì có một khối công suất sử dụng mềm Matlab được sử dụng. Công cụ này được thể
transistor. Khối điều khiển sử dụng Arduino Uno R3. hiện ở Hình 3.
Mô hình sử dụng cảm biến LM35 đo giá trị nhiệt độ
trong lò nhiệt. Trong hệ thống, chuẩn truyền thông
MODBUS RTU được sử dụng để truyền dữ liệu giữa
hệ thống và máy tính.

Hình 3. Công cụ System Identification trong Matlab
Từ bộ dữ liệu thực nghiệm được thu thập ở mục
Hình 1. Sơ đồ khối của mô hình lò nhiệt trên, tiến hành các bước sau để nhận dạng được hàm
Để lập trình điều khiển cho hệ thống trên, phần truyền đạt của hệ thống lò điện trở:
mềm Matlab/Simulink được sử dụng. Trong đó có sử • Bước 1: Đọc các dữ liệu thực nghiệm vào vùng
dụng thêm thư viện mở rộng của Arduino trong
Simulink để phục vụ việc kết nối giữa Simulink và nhớ làm việc của Matlab.
mạch điều khiển. Hệ thống thực tế được thể hiện • Bước 2: Khởi động bộ công cụ System
trong Hình 2 với chu kỳ lấy mẫu của hệ thống là 0,1s. Identification trong Matlab để nhận dạng hệ thống.
• Bước 3: Khởi tạo các thông số trong quá trình
nhận dạng.
• Bước 4: Kiểm tra độ chính xác của hàm truyền
đã nhận dạng được.

Hình 2. Mô hình hệ thống lò nhiệt điện trở thực tế
ISBN: 978-604-80-9122-4