Hay — mình hiểu ý bạn: bạn có một PID dùng so sánh điện áp V (SP là V_des, PV là V_meas), nhưng đầu ra PID không trực tiếp điều khiển V mà đi vào một cơ cấu khác (ví dụ tăng/giảm điện áp kích từ E hoặc điều khiển Q). Bạn muốn biết cách biến đầu ra PID thành hành động trên Q (thực tế điều khiển thông qua thay đổi điện áp kích từ) sao cho V được điều chỉnh đúng. Dưới đây là phương án thực tế, kèm công thức + ví dụ mã pseudo/SCL, và lưu ý vận hành.

Ý tưởng chính (3 bước)

1. PID ngoài: dùng SP_V và PV_V → tính OUT_pid (đơn vị: % hoặc V tín hiệu). OUT_pid là mệnh lệnh chỉnh (command) cho cơ cấu điều khiển.

2. Quy đổi OUT_pid → lệnh thực tế cho kích từ (E_cmd) hoặc lệnh Q_set bằng một hệ số chuyển đổi (gain) hoặc bằng vòng trong điều khiển Q (cascade).

3. Giữ vòng bảo vệ: giới hạn, rate limit, anti-windup, deadband, logic ưu tiên (VD: nếu quá tải, chặn).

Cách triển khai chi tiết (2 phương án phổ biến)

Phương án A — Direct mapping (đơn giản)

• Xác định hệ số chuyển đổi $K$ sao cho:

  $$E_{cmd} = E_{base} + K \cdot OUT_{pid}$$

  hoặc nếu bạn muốn đặt lệnh theo Q:

  $$Q_{cmd} = Q_{base} + K_Q \cdot OUT_{pid}$$

• Thực tế: bạn cần biết độ nhạy giữa E (hoặc lệnh bộ kích từ) và Q hoặc giữa lệnh và V. Đo thử: bước E lên ΔE rồi đo ΔQ và ΔV → tính:

  $$K_Q = \frac{\Delta Q}{\Delta OUT},\qquad K_E = \frac{\Delta E}{\Delta OUT}$$

• Ưu/nhược:

  • Ưu: đơn giản, ít vòng điều khiển.

  • Nhược: nếu quan hệ phi tuyến hoặc thay đổi với trạng thái máy, hiệu quả kém.

Phương án B — Cascade control (ổn định, chính xác hơn)

• Outer loop (PID_V): SP_V - PV_V → OUT_pid (đơn vị: Q_set hoặc E_set).

• Inner loop (Controller cho Q hoặc E): dùng một PI/PD nhỏ để theo dõi Q_set bằng cách điều khiển tín hiệu kích từ E (hoặc ngược lại). Inner loop nhanh hơn, ổn định hóa biến trung gian.

• Ví dụ: OUT_pid → Q_set. Inner PID_Q: SP=Q_set, PV=Q_meas → ra E_cmd gửi tới bộ kích từ.

• Ưu: xử lý phi tuyến, thay đổi trạng thái máy tốt hơn; ổn định khi có độ trễ/pha.

Bổ sung cần thiết khi triển khai

• Tính nhạy (gain identification): bắt buộc đo ΔQ/ΔE hoặc ΔV/ΔE để chọn K. Làm nghiệm thu bằng 1–2 bước nhỏ và tính slope.

• Giới hạn (saturation): giới hạn E_cmd, Q_cmd, OUT_pid; xử lý anti-windup cho PID (reset tích phân khi bị bão hòa).

• Rate limits: hạn chế tốc độ thay đổi (để tránh sốc cho máy).

• Deadband / hysteresis: tránh dao động khi gần điểm ổn định.

• Filter cho PV và Q_meas: lọc nhiễu (low-pass) trước khi đưa vào PID.

• Prioritize bảo vệ: nếu Q vượt ngưỡng hoặc dòng quá lớn, tắt/giới hạn lệnh.

Công thức và bước thực hiện thực tế

1. Tính thể tích dữ liệu đo:

   • Thực hiện một bước ΔE_small (ví dụ +5% trên E_base), ghi ΔQ và ΔV sau ổn định.

   • Tính:

     $$S_{Q,E} = \frac{\Delta Q}{\Delta E},\quad S_{V,E}=\frac{\Delta V}{\Delta E}$$

2. Chọn chiến lược mapping:

   • Nếu bạn muốn OUT_pid (đơn vị %) chuyển thành E_cmd:

     $$E_{cmd} = E_{base} + K_E \cdot OUT_{pid},\quad K_E \approx \frac{\Delta E_{test}}{\Delta OUT_{test}}$$

   • Nếu bạn muốn OUT_pid → Q_set và inner loop điều khiển E:

     $$Q_{set} = Q_{base} + K_Q \cdot OUT_{pid},\quad K_Q \approx \frac{\Delta Q_{test}}{\Delta OUT_{test}}$$

Pseudo-code / SCL-like (ví dụ dùng cascade: PID trên V → ra Q_set → PI Q → ra E_cmd)

// outer PID: điều chỉnh V
IF NOT Enable THEN
  OUT_V := 0.0;
  RETURN;
END_IF
Error_V := SP_V - PV_V;
OUT_V := PID_V_Update(Error_V);   // output dạng % hoặc unitless

// map OUT_V -> Q_set (có thể kèm saturate)
Q_set := Q_base + Kq * OUT_V;
Q_set := LIMIT(Q_set, Qmin, Qmax);

// inner controller: điều khiển Q bằng exciters
Error_Q := Q_set - Q_meas;
E_cmd := PI_Q_Update(Error_Q);    // PI nhanh hơn inner loop
E_cmd := LIMIT(E_cmd, Emin, Emax);
E_cmd := RATE_LIMIT(E_cmd, prev_E_cmd, max_delta);

// send E_cmd to exciter

Chú ý: PID_V_Update và PI_Q_Update đều cần anti-windup.

Tuning (gợi ý)

• Outer PID (V): thô — chọn Kp nhỏ để tránh kích dao động lớn, Ti lớn hơn (chậm).

• Inner loop (Q → E): set nhanh, Kp đủ lớn để theo dõi Q_set nhanh.

• Thực hiện tuning incremental: tune inner loop trước, sau đó outer loop.

• Sử dụng bước thử tải (step test) để kiểm tra đáp ứng.

Ví dụ số (giả sử)

• Bước thử: tăng E +1 V làm Q tăng +0.2 MVAr ⇒ $S_{Q,E}=0.2\ \text{MVAr/V}$.

• Nếu OUT_pid tính ở thang 0–100 (%), và bạn muốn OUT 100% → tăng E 5 V ⇒ $K_E = 5V/100\% = 0.05 V/\%$.

• Khi OUT_pid = 20% → E_cmd tăng 1V → Q tăng ≈ 0.2 MVAr (theo slope).

Lời khuyên vận hành

• Luôn ghi log PV_V, Q_meas, E_cmd, OUT_pid để hiệu chỉnh K và tuning.

• Nếu máy có AVR/Automatic Voltage Regulator riêng, coordinate với hệ đó (không "đánh nhau" 2 bộ điều khiển).

• Nếu hệ phi tuyến (tính trạng tải, cosφ thay đổi) ưu tiên cascade hoặc adaptive gain (tự hiệu chỉnh K theo operating point).

---

Nếu bạn muốn, mình có thể:

• Viết đoạn SCL chuẩn hơn theo cú pháp S7 (SCL) cụ thể của bạn.

• Hoặc nếu bạn cho mình kết quả 1 bước thử (ví dụ: ΔE=+1V → ΔQ=+0.18 MVAr, ΔV=+0.02 pu), mình sẽ tính K và cho mã số cụ thể luôn (không hỏi lại nhiều).

Bạn muốn mình làm tiếp theo theo hướng nào? (viết SCL, tính K từ số đo mẫu, hay mô phỏng bước đáp ứng?)

Nội dung chính