moon_nontop_9x
New Member
Download Luận văn Nghiên cứu nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay vạn năng ở trường cao đẳng kinh tế - kỹ thuật - đại học Thái Nguyên
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan 01
Phần mở đầu 05
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY PHAY 08
1.1. Lý thuyết chung 08
1.1.1. Đặc điểm công nghệ 08
1.1.2. Các chuyển động trên máy phay 08
1.1.3. Đặc tính phụ tải của chuyển động chính và chuyển động bàn máy 09
1.1.3.1. Chuyển động chính 09
1.1.3.2. Chuyển động bàn máy 09
1.1.4. Điều chỉnh tốc độ và ổn định tốc độ 09
1.1.4.1. Điều chỉnh tốc độ 09
I.1.4.2. Ổn định tốc độ 11
1.2. Phân tích mạch điện máy phay đứng 6P13Б ở trường 11
Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật
1.2.1. Sơ đồ mạch điện 11
1.2.2. Nguyên lý làm việc 12
1.3. Sự cần thiết phải cải tạo nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay 15
6P13Б ở xưởng trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật
Chương 2. PHÂN TÍCH SO SÁNH CÁC PHưƠNG ÁN CẢI TẠO 17
NÂNG CẤP TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY PHAY
2.1.Hệ điều khiển biến tần động cơ không đồng bộ ba pha 17
2.1.1.Điều khiển tần số trượt 17
2.1.2.Điều khiển vector biến tần động cơ ba pha 19
2.1.2.1.Mô tả động cơ không đồng bộ 3 pha dưới dạng các đại lượng vectorkhông gian 19
2.1.2.2.Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ từ hệ
vector(a,b,c) về hệ tọa độ cố định trên Stato) , (23
2.1.2.3.Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ 3 pha từ hệ tọa độ cố định trên Rotor (x,y) về hệ tọa độ cố định trên Stato) , (. 26
2.1.2.4. Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ 3 pha từ
hệ tọa độ cố định trên Stato) , (về hệ tọa độ cố định trên Rotor (d,q) 28
2.1.2.5.Cơ sở để định hướng từ thông trong hệ tọa độ tựa theotừ thông Rotor (d,q) 33
2.2.Hệ thống Thyristor - Động cơ 36
2.2.1.Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định và đường đặc tính tĩnh 37
2.2.2.Chất lượng động của hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 39
2.2.2.1.Mô hình toán học trạng thái động 39
2.2.2.2.Phân tích quá trình khởi động 40
2.2.2.3.Tác dụng của hai bộ điều chỉnh 42
Chương 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SỐ CHO
TRUYỀN ĐỘNG BÀN ĂN DAO MÁY PHAY 43
3.1.Cơ sở để xây dựng hệ truyền động số cho truyền động bàn máy phay 43
3.1.1.Khối biến đổi tương tự – số (A/D) 45
3.1.2.Khối biến đổi số – tương tự (D/A) 48
3.1.3.Bộ PID số 49
3.2.Phân tích và tổng hợp hệ điều khiển số 51
3.2.1.Xét ổn định hệ thống 51
3.2.1.1.Cấu trúc hệ điều khiển của hệ thống 52
3.2.1.2.Tổng hợp hệ thống 52
3.2.2.Ổn định hệ thống 58
3.2.2.1.Độ ổn định của mạch vòng dòng điện 58
3.2.2.2.Ổn định của mạch vòng tốc độ 59
3.2.3.Khảo sát ổn định hệ thống cụ thể 61
3.2.3.1.Ổn định mạch vòng dòng điện 61
3.2.3.2. Ổn định mạch vòng tốc độ 67
3.2.4.Chất lượng của mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ 71
3.2.4.1.Mạch vòng dòng điện 71
3.2.4.2. Mạch vòng tốc độ 87
3.3.Thiết kế phần cứng hệ điều khiến T – D số cho truyền động bàn 103
3.3.1.Tiêu chuẩn lựa chọn 103
3.3.2.Các họ vi xử lý thông dụng 104
3.3.3.Các bộ vi điều khiển thông dụng 104
3.3.4.Các bộ xử lý tín hiệu số 105
3.3.4.1.Bộ điều khiển số được xây dựng từ bộ vi xử lý 105
3.3.4.2.Bộ điều khiển số được xây dựng từ máy tính thông qua
CARD ghép nối 114
Kết luận chung và hướng phát triển của đề tài 129
Tài liệu tham khảo
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
tự với hệ xử lý số, ngƣời ta dùng các mạch chuyển đổi, tƣơng tự - số nhằm biến đổi tín
hiệu tƣơng tự sang tín hiệu số hay ngƣợc lại.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
46
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Quá trình biến đổi một tín hiệu từ tƣơng tự sang số đƣợc minh họa bởi đặc tính
truyền đạt nhƣ hình vẽ:
1 2 3 4 5 6 7
UA
UAmax
001
010
011
100
101
110
111
Hình 3.2: Đặc tính truyền đạt A/D.
Từ tín hiệu tƣơng tự UA đƣợc chuyển thành một tín hiệu dạng bậc thang đều.
* Nguyên lý làm việc của khối A/D
Sơ đồ khối minh họa nhƣ sau:
A/D
M¹ch lÊy
mÉu
UN
Hình 3.3: Sơ đồ khối A/D.
Trƣớc tiên tín hiệu tƣơng tự đƣợc đƣa đến một mạch lấy mẫu, mạch này có 2
nhiệm vụ:
- Lấy mẫu tín hiệu tƣơng tự tại những thời điểm khác nhau và cách đều nhau
(rời rạc hóa tín hiệu về mặt thời gian).
- Giữ cho biên độ điện áp tại thời điểm lấy mẫu không đổi trong quá trình
chuyển đổi tiếp theo (nghĩa là trong quá trình lƣợng tử hóa và mó hóa)
Tín hiệu ra của mạch lấy mẫu đƣợc đƣa đến mạch lƣợng tử hóa, để thực hiện
làm tròn với độ chính xác ±Q/2.
Mạch lƣợng tử hóa làm nhiệm vụ rời rạc hóa các tín hiệu tƣơng tự về mặt biên
độ. Nhƣ vậy nhờ quá trình lƣợng tử hóa một tín hiệu tƣơng tự bất kỳ đƣợc biểu diễn
bởi một số nguyên lần mức lƣợng tử nghĩa là:
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ZDi = int
Q
X
Q
XAi
Q
X AiAi
(3-1)
Trong đó: XAi: là tín hiệu tƣơng tự ở thời điểm i.
ZDi: là tín hiệu số ở thời điểm i.
Q: là mức lƣợng tử.
XAi: là số dƣ cho phép lƣơng tử hóa.
int: phộp nguyên.
Trong phép chia theo biểu thức (3-1) chỉ cần lấy phần nguyên của kết quả, phần
dƣ còn lại (không chia hết cho Q) chính là lƣợng tử hóa. Vì vậy quá trình lƣợng tử hóa
thực chất là quá trình làm tròn số. Lƣợng tử hóa đƣợc thực hiện theo nguyên tắc so
sánh một loạt các đơn vị chuẩn Q. Sau mạch lƣợng tử hóa là mạch mó hóa, trong mạch
mó hóa kết quả lƣợng tử hóa đƣợc sắp xếp theo một quy luật nhất định phụ thuộc vào
mó yêu cầu trên đầu ra bộ chuyển đổi. Trong nhiều loại A/D quá trình lƣợng tử hóa và
mó hóa xảy ra đồng thời lúc đó không thể tách rời 2 quá trình đó.
3.1.1.2. Các tham số cơ bản
* Dải biến đổi của điện áp tín hiệu tƣơng tự đầu vào:
Là khoảng điện áp mà bộ chuyển đổi A/D có thể thực hiện chuyển đổi đƣợc.
Khoảng điện áp có thể lấy trị số từ 0 đến một giá trị dƣơng hay âm nào đó hay cũng
có thể là điện áp 2 cực tính –UAM đến + UAM.
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7
t
t
0
UM
UA
Hình 3.4: Đồ thị biến đổi điện áp tín hiệu tương tự đầu vào.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
48
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
* Độ chính xác của bộ chuyển đổi:
Tham số đầu tiên đặc trƣng cho độ chính xác của một bộ chuyển đổi A/D là bộ
phân biệt. Đầu ra của một A/D là các giá trị đƣợc sắp xếp theo một quy luật, một loại
mó nào đó. Số các số hạng của một mó số ở đầu ra (số bít trong mó nhị phân) tƣơng
ứng với dải biến đổi của điện áp và cho biết mức chính xác của phép biến đổi.
Liên quan đến độ chính xác của A/D còn có những tham số khác đƣợc minh
họa trên hình vẽ đƣờng đặc tính truyền đạt lý tƣởng của A/D là một đƣờng bậc thang
đều và có độ dốc trung bình bằng 1.
Đƣờng đặc tuyến thực ra có sai số lệch không, nghĩa là nó không bắt đầu ứng
với giá trị của một mức lƣợng tử (1LSB). Nó là hình bậc thang không đều do ảnh
hƣởng của sai số đơn điệu.
Trong sai số khuếch đại là sai số giữa độ dốc trung bình của đƣờng đặc tuyến
thực với độ dốc trung bình của đƣờng dặc tuyến lý tƣởng. Sai số phi tuyến đặc trƣng
bởi sự thay đổi độ dốc trung bình của đặc tuyến thực trong dải biến đổi của điện áp
vào. Sai số này làm cho đặc tuyến chuyển đôi có dạng bậc thang không đều.
Cuối cùng sai số đơn điệu thực chất cũng do phi tuyến của đƣờng đặc tuyến
biến đổi gây ra nhƣng đây là trƣờng hợp đặc biệt làm cho độ dốc của đƣờng trung bình
thay đổi không đơn điệu, thậm chí dẫn đến mất một vài mó số.
Nhƣ vậy đặc trƣng cho tính chính xác của A/D có nhiều tham số: số bít, sai số
khuếch đại, sai số lệch không và sai số đơn điệu, nếu A/D làm việc lý tƣởng vẫn tồn
tại sai số đó là sai số lƣợng tử hóa còn đƣợc gọi là sai số lý tƣởng hay sai số hệ thống
của A/D.
UQV = 1/2Q
Sai số thực của A/D gồm sai số lý tƣởng và những sai số còn lại không đƣợc
vƣợt quá sai số lý tƣởng sao cho một A/D đƣợc thiết kế với độ chính xác là (N+1) bít
thì đạt đƣợc độ chính xác thực là N bít.
* Tốc độ chuyển đổi cho biết số kết quả chuyển đổi trong 1 giây, đƣợc gọi là
tần số chuyển đổi fc , cũng có thể dùng tham số thời gian chuyển đổi Tc để đặc trƣng
cho tốc độ chuyển đổi. Tc là thời gian cần thiết cho một kết quả chuyển đổi.
3.1.2. Khối biến đổi số – tƣơng tự D/A
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
49
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Chuyển đổi số tƣơng tự D/A là quá trình tìm lại tín hiệu tƣơng tự từ N số hạng
(N bít) đó biết của tín hiệu số với độ chính xác là một lƣợng mức lƣợng tử tức là 1
LSB.
Ta có sơ đồ khối nguyên tắc quá trình tìm lại tín hiệu tƣơng tự từ 1 tín hiệu số.
D/A
UD
LT
UM UA
Chuyển đổi số - tƣơng tự không phải là phép nghịch đảo của chuyển đổi tƣơng
tự số, vì thế không thể thực hiện đƣợc phép nghịch đảo của quá trình lƣợng tử hóa.
Quá trình chuyển đổi số - tƣơng tự đơn giản hơn quá trình chuyển đổi tƣơng tự - số
nên chuyển đổi D/A đƣợc ứng dụng nhiều trong các mạch chuyển đổi tƣơng tự - số.
Để lấy đƣợc tín hiệu tƣơng tự từ tín hiệu số, theo sơ đồ nguyên tắc trên thì
chuyển đổi tƣơng tự - số - tƣơng tự là tìm lại tín hiệu đó lấy mẫu đƣợc. Tín hiệu đầu ra
là tín hiệu rời rạc theo thời gian nó đƣợc biểu diễn nhƣ đồ thị dƣới đây.
t
0
UA
Hình 3.5: Đồ thị biến đổi D/A.
Tín hiệu này đƣợc đƣa qua bộ lọc thông thấp lý tƣởng, trên đầu ra bộ lọc có tín
hiệu UA biến đổi liên tục theo thời gian là tín hiệu nội suy của UM. Ở đây bộ lọc thông
thấp đóng vai trũ nhƣ nội suy.
3.1.3.Bộ điều khiển PID số
Bộ điều khiển PID số liên tục gồm 3 kênh song song: vi phân, tích phân, tỷ lệ.
- Khâu tỷ lệ có hệ số truyền KP
- Khâu tích phân:
P
Ki
- Khâu vi phân : Kd.p
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
50
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Bộ điều khiển PID số cũng có các bộ điều khiển P, I, D, PI, PD, PID và luật điều
khiển giống bộ điều khiển tƣơng tự chỉ khác PID số có thể lập trình trong máy tính
hay bộ vi xử l...
Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay vạn năng ở trường cao đẳng kinh tế - kỹ thuật - đại học Thái Nguyên
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan 01
Phần mở đầu 05
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY PHAY 08
1.1. Lý thuyết chung 08
1.1.1. Đặc điểm công nghệ 08
1.1.2. Các chuyển động trên máy phay 08
1.1.3. Đặc tính phụ tải của chuyển động chính và chuyển động bàn máy 09
1.1.3.1. Chuyển động chính 09
1.1.3.2. Chuyển động bàn máy 09
1.1.4. Điều chỉnh tốc độ và ổn định tốc độ 09
1.1.4.1. Điều chỉnh tốc độ 09
I.1.4.2. Ổn định tốc độ 11
1.2. Phân tích mạch điện máy phay đứng 6P13Б ở trường 11
Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật
1.2.1. Sơ đồ mạch điện 11
1.2.2. Nguyên lý làm việc 12
1.3. Sự cần thiết phải cải tạo nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay 15
6P13Б ở xưởng trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật
Chương 2. PHÂN TÍCH SO SÁNH CÁC PHưƠNG ÁN CẢI TẠO 17
NÂNG CẤP TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY PHAY
2.1.Hệ điều khiển biến tần động cơ không đồng bộ ba pha 17
2.1.1.Điều khiển tần số trượt 17
2.1.2.Điều khiển vector biến tần động cơ ba pha 19
2.1.2.1.Mô tả động cơ không đồng bộ 3 pha dưới dạng các đại lượng vectorkhông gian 19
2.1.2.2.Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ từ hệ
vector(a,b,c) về hệ tọa độ cố định trên Stato) , (23
2.1.2.3.Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ 3 pha từ hệ tọa độ cố định trên Rotor (x,y) về hệ tọa độ cố định trên Stato) , (. 26
2.1.2.4. Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ 3 pha từ
hệ tọa độ cố định trên Stato) , (về hệ tọa độ cố định trên Rotor (d,q) 28
2.1.2.5.Cơ sở để định hướng từ thông trong hệ tọa độ tựa theotừ thông Rotor (d,q) 33
2.2.Hệ thống Thyristor - Động cơ 36
2.2.1.Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định và đường đặc tính tĩnh 37
2.2.2.Chất lượng động của hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 39
2.2.2.1.Mô hình toán học trạng thái động 39
2.2.2.2.Phân tích quá trình khởi động 40
2.2.2.3.Tác dụng của hai bộ điều chỉnh 42
Chương 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SỐ CHO
TRUYỀN ĐỘNG BÀN ĂN DAO MÁY PHAY 43
3.1.Cơ sở để xây dựng hệ truyền động số cho truyền động bàn máy phay 43
3.1.1.Khối biến đổi tương tự – số (A/D) 45
3.1.2.Khối biến đổi số – tương tự (D/A) 48
3.1.3.Bộ PID số 49
3.2.Phân tích và tổng hợp hệ điều khiển số 51
3.2.1.Xét ổn định hệ thống 51
3.2.1.1.Cấu trúc hệ điều khiển của hệ thống 52
3.2.1.2.Tổng hợp hệ thống 52
3.2.2.Ổn định hệ thống 58
3.2.2.1.Độ ổn định của mạch vòng dòng điện 58
3.2.2.2.Ổn định của mạch vòng tốc độ 59
3.2.3.Khảo sát ổn định hệ thống cụ thể 61
3.2.3.1.Ổn định mạch vòng dòng điện 61
3.2.3.2. Ổn định mạch vòng tốc độ 67
3.2.4.Chất lượng của mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ 71
3.2.4.1.Mạch vòng dòng điện 71
3.2.4.2. Mạch vòng tốc độ 87
3.3.Thiết kế phần cứng hệ điều khiến T – D số cho truyền động bàn 103
3.3.1.Tiêu chuẩn lựa chọn 103
3.3.2.Các họ vi xử lý thông dụng 104
3.3.3.Các bộ vi điều khiển thông dụng 104
3.3.4.Các bộ xử lý tín hiệu số 105
3.3.4.1.Bộ điều khiển số được xây dựng từ bộ vi xử lý 105
3.3.4.2.Bộ điều khiển số được xây dựng từ máy tính thông qua
CARD ghép nối 114
Kết luận chung và hướng phát triển của đề tài 129
Tài liệu tham khảo
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
phối ghép giữa các nguồn tín hiệu tƣơngtự với hệ xử lý số, ngƣời ta dùng các mạch chuyển đổi, tƣơng tự - số nhằm biến đổi tín
hiệu tƣơng tự sang tín hiệu số hay ngƣợc lại.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
46
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Quá trình biến đổi một tín hiệu từ tƣơng tự sang số đƣợc minh họa bởi đặc tính
truyền đạt nhƣ hình vẽ:
1 2 3 4 5 6 7
UA
UAmax
001
010
011
100
101
110
111
Hình 3.2: Đặc tính truyền đạt A/D.
Từ tín hiệu tƣơng tự UA đƣợc chuyển thành một tín hiệu dạng bậc thang đều.
* Nguyên lý làm việc của khối A/D
Sơ đồ khối minh họa nhƣ sau:
A/D
M¹ch lÊy
mÉu
UN
Hình 3.3: Sơ đồ khối A/D.
Trƣớc tiên tín hiệu tƣơng tự đƣợc đƣa đến một mạch lấy mẫu, mạch này có 2
nhiệm vụ:
- Lấy mẫu tín hiệu tƣơng tự tại những thời điểm khác nhau và cách đều nhau
(rời rạc hóa tín hiệu về mặt thời gian).
- Giữ cho biên độ điện áp tại thời điểm lấy mẫu không đổi trong quá trình
chuyển đổi tiếp theo (nghĩa là trong quá trình lƣợng tử hóa và mó hóa)
Tín hiệu ra của mạch lấy mẫu đƣợc đƣa đến mạch lƣợng tử hóa, để thực hiện
làm tròn với độ chính xác ±Q/2.
Mạch lƣợng tử hóa làm nhiệm vụ rời rạc hóa các tín hiệu tƣơng tự về mặt biên
độ. Nhƣ vậy nhờ quá trình lƣợng tử hóa một tín hiệu tƣơng tự bất kỳ đƣợc biểu diễn
bởi một số nguyên lần mức lƣợng tử nghĩa là:
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ZDi = int
Q
X
Q
XAi
Q
X AiAi
(3-1)
Trong đó: XAi: là tín hiệu tƣơng tự ở thời điểm i.
ZDi: là tín hiệu số ở thời điểm i.
Q: là mức lƣợng tử.
XAi: là số dƣ cho phép lƣơng tử hóa.
int: phộp nguyên.
Trong phép chia theo biểu thức (3-1) chỉ cần lấy phần nguyên của kết quả, phần
dƣ còn lại (không chia hết cho Q) chính là lƣợng tử hóa. Vì vậy quá trình lƣợng tử hóa
thực chất là quá trình làm tròn số. Lƣợng tử hóa đƣợc thực hiện theo nguyên tắc so
sánh một loạt các đơn vị chuẩn Q. Sau mạch lƣợng tử hóa là mạch mó hóa, trong mạch
mó hóa kết quả lƣợng tử hóa đƣợc sắp xếp theo một quy luật nhất định phụ thuộc vào
mó yêu cầu trên đầu ra bộ chuyển đổi. Trong nhiều loại A/D quá trình lƣợng tử hóa và
mó hóa xảy ra đồng thời lúc đó không thể tách rời 2 quá trình đó.
3.1.1.2. Các tham số cơ bản
* Dải biến đổi của điện áp tín hiệu tƣơng tự đầu vào:
Là khoảng điện áp mà bộ chuyển đổi A/D có thể thực hiện chuyển đổi đƣợc.
Khoảng điện áp có thể lấy trị số từ 0 đến một giá trị dƣơng hay âm nào đó hay cũng
có thể là điện áp 2 cực tính –UAM đến + UAM.
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7
t
t
0
UM
UA
Hình 3.4: Đồ thị biến đổi điện áp tín hiệu tương tự đầu vào.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
48
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
* Độ chính xác của bộ chuyển đổi:
Tham số đầu tiên đặc trƣng cho độ chính xác của một bộ chuyển đổi A/D là bộ
phân biệt. Đầu ra của một A/D là các giá trị đƣợc sắp xếp theo một quy luật, một loại
mó nào đó. Số các số hạng của một mó số ở đầu ra (số bít trong mó nhị phân) tƣơng
ứng với dải biến đổi của điện áp và cho biết mức chính xác của phép biến đổi.
Liên quan đến độ chính xác của A/D còn có những tham số khác đƣợc minh
họa trên hình vẽ đƣờng đặc tính truyền đạt lý tƣởng của A/D là một đƣờng bậc thang
đều và có độ dốc trung bình bằng 1.
Đƣờng đặc tuyến thực ra có sai số lệch không, nghĩa là nó không bắt đầu ứng
với giá trị của một mức lƣợng tử (1LSB). Nó là hình bậc thang không đều do ảnh
hƣởng của sai số đơn điệu.
Trong sai số khuếch đại là sai số giữa độ dốc trung bình của đƣờng đặc tuyến
thực với độ dốc trung bình của đƣờng dặc tuyến lý tƣởng. Sai số phi tuyến đặc trƣng
bởi sự thay đổi độ dốc trung bình của đặc tuyến thực trong dải biến đổi của điện áp
vào. Sai số này làm cho đặc tuyến chuyển đôi có dạng bậc thang không đều.
Cuối cùng sai số đơn điệu thực chất cũng do phi tuyến của đƣờng đặc tuyến
biến đổi gây ra nhƣng đây là trƣờng hợp đặc biệt làm cho độ dốc của đƣờng trung bình
thay đổi không đơn điệu, thậm chí dẫn đến mất một vài mó số.
Nhƣ vậy đặc trƣng cho tính chính xác của A/D có nhiều tham số: số bít, sai số
khuếch đại, sai số lệch không và sai số đơn điệu, nếu A/D làm việc lý tƣởng vẫn tồn
tại sai số đó là sai số lƣợng tử hóa còn đƣợc gọi là sai số lý tƣởng hay sai số hệ thống
của A/D.
UQV = 1/2Q
Sai số thực của A/D gồm sai số lý tƣởng và những sai số còn lại không đƣợc
vƣợt quá sai số lý tƣởng sao cho một A/D đƣợc thiết kế với độ chính xác là (N+1) bít
thì đạt đƣợc độ chính xác thực là N bít.
* Tốc độ chuyển đổi cho biết số kết quả chuyển đổi trong 1 giây, đƣợc gọi là
tần số chuyển đổi fc , cũng có thể dùng tham số thời gian chuyển đổi Tc để đặc trƣng
cho tốc độ chuyển đổi. Tc là thời gian cần thiết cho một kết quả chuyển đổi.
3.1.2. Khối biến đổi số – tƣơng tự D/A
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
49
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Chuyển đổi số tƣơng tự D/A là quá trình tìm lại tín hiệu tƣơng tự từ N số hạng
(N bít) đó biết của tín hiệu số với độ chính xác là một lƣợng mức lƣợng tử tức là 1
LSB.
Ta có sơ đồ khối nguyên tắc quá trình tìm lại tín hiệu tƣơng tự từ 1 tín hiệu số.
D/A
UD
LT
UM UA
Chuyển đổi số - tƣơng tự không phải là phép nghịch đảo của chuyển đổi tƣơng
tự số, vì thế không thể thực hiện đƣợc phép nghịch đảo của quá trình lƣợng tử hóa.
Quá trình chuyển đổi số - tƣơng tự đơn giản hơn quá trình chuyển đổi tƣơng tự - số
nên chuyển đổi D/A đƣợc ứng dụng nhiều trong các mạch chuyển đổi tƣơng tự - số.
Để lấy đƣợc tín hiệu tƣơng tự từ tín hiệu số, theo sơ đồ nguyên tắc trên thì
chuyển đổi tƣơng tự - số - tƣơng tự là tìm lại tín hiệu đó lấy mẫu đƣợc. Tín hiệu đầu ra
là tín hiệu rời rạc theo thời gian nó đƣợc biểu diễn nhƣ đồ thị dƣới đây.
t
0
UA
Hình 3.5: Đồ thị biến đổi D/A.
Tín hiệu này đƣợc đƣa qua bộ lọc thông thấp lý tƣởng, trên đầu ra bộ lọc có tín
hiệu UA biến đổi liên tục theo thời gian là tín hiệu nội suy của UM. Ở đây bộ lọc thông
thấp đóng vai trũ nhƣ nội suy.
3.1.3.Bộ điều khiển PID số
Bộ điều khiển PID số liên tục gồm 3 kênh song song: vi phân, tích phân, tỷ lệ.
- Khâu tỷ lệ có hệ số truyền KP
- Khâu tích phân:
P
Ki
- Khâu vi phân : Kd.p
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành tự động hóa
50
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Bộ điều khiển PID số cũng có các bộ điều khiển P, I, D, PI, PD, PID và luật điều
khiển giống bộ điều khiển tƣơng tự chỉ khác PID số có thể lập trình trong máy tính
hay bộ vi xử l...