Nghiên cứu xây dựng bộ điều khiển PID cho hệ phi tuyến bồn nước đơn sử dụng công cụ Xilinx System Generator với Matlab & Simulink để cấu hình cho vi mạch FPGA

Diễn đàn khoa học 23/09/2021 15:07

Bài báo đề xuất một phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID cho đối tượng phi tuyến bồn đơn sử dụng công nghệ vi mạch lập trình số FPGA. Vi mạch lập trình FPGA sử dụng là XC6SLX9 cấu hình trong kit SPARTAN-6 của XILINX, lập trình cho kit sử dụng công cụ Matlab - Simulink. Việc khai thác kit này để xây dựng bộ điều khiển PID áp dụng cho đối tượng bậc 2, nhằm giúp các kỹ sư khai thác công nghệ phần cứng hiện đại áp dụng vào các kỹ thuật điều khiển và tự động hóa trong công nghiệp. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng thành công bộ điều khiển PID bằng vi mạch lập trình số FPGA để điều khiển đối tượng bậc 2. Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy khả năng áp dụng vi mạch lập trình số để xây dựng các bộ điều khiển dạng khác như FLC, LQR, MPC cho các đối tượng điều khiển khác nhau trong công nghiệp.

Tác giả: PGS. TS. LƯU KIM THÀNH
TS. ĐÀO QUANG KHANH
ThS. ĐẶNG ĐÌNH PHÚC
Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Hệ thống bồn nước đơn có tiết diện ngang thay đổi theo chiều cao

Thiết kế, tổng hợp các bộ điều khiển là những nhiệm vụ quan trọng của các kỹ sư ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa. Trong đó, bộ điều khiển PID là bộ điều khiển phổ biến trong công nghiệp, nó thường được tích hợp sẵn trong các thiết bị điều khiển như PLC, bộ điều khiển nhiệt độ, bộ điều khiển truyền động Servo Driver... Trong các nghiên cứu, các bộ điều khiển PID thường được thiết kế và tổng hợp bằng các phần cứng có vi điều khiển, DSP, PLC... Việc thiết kế và tổng hợp bộ PID bằng thiết bị lập trình số FPGA là một hướng nghiên cứu mới, áp dụng công nghệ phần cứng hiện đại, có độ chính xác và ổn định cao. Ngoài ra, việc kết hợp FPGA với công cụ lập trình bằng Matlab - Simulink làm cho việc tổng hợp hệ thống điều khiển có sử dụng PID trở lên dễ dàng và nhanh chóng. Vì vậy, nhóm tác giả đề xuất nghiên cứu tổng hợp bộ điều khiển PID cho hệ phi tuyến bồn nước đơn sử dụng công nghệ lập trình số FPGA - Matlab & Simulink.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây