Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục

[giaiky2007]

Download miễn phí Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục

Khi thêm 1 zero có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở thì
QĐNS của hệ kín có xu hướng tiến xa trục ảo, do đó hệ thống
sẽ ổn định hơn, độ dự trữ biên và độ dự trữ pha tăng, độ vọt lố giảm


http://cloud.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-06-04-bai_giang_ly_thuyet_dieu_khien_tu_dong_thiet_ke.ynG2NOpVBH.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-69268/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, 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 tài liệu:

s
Im s
Re s
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 11
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh sôùm phaÛ û û â ä ù
‘ Ñaëc tính taàn soá:
ω
ωαω
Tj
TjKjG CC +
+=
1
1)(



+
−= −
1
1sin 1max α
αϕ
αω T
1
max =
αω lg10lg20)( max += CKL
‘ Chuù yù caùc giaù trò treân bieåu ñoà Bode
‘ Khaâu sôùm pha caûi thieän ñaùp öùng
quaù ñoä (POT, tqñ,..)
)1(
1
1)( >+
+= αα
Ts
TsKsG CC
‘ Haøm truyeàn:
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 12
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh treå phaÛ û û â ä å
‘ Ñaëc tính taàn soá:
ω
ωαω
Tj
TjKjG CC +
+=
1
1)(



+
−= −
1
1sin 1min α
αϕ
αω T
1
min =
αω lg10lg20)( min += CKL
‘ Chuù yù caùc giaù trò treân bieåu ñoà Bode
‘ Khaâu treå pha laøm giaûm sai
soá xaùc laäp.
)1(
1
1)( <+
+= αα
Ts
TsKsG CC
‘ Haøm truyeàn:
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 13
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh sôùm treå phaÛ û û â ä ù å
‘ Khaâu sôùm treå pha caûi thieän ñaùp öùng quaù ñoä, giaûm sai soá xaùc laäp.
)1,1(
1
1
1
1)( 21
2
22
1
11 ><



+
+



+
+= αααα
sT
sT
sT
sTKsG CC‘ Haøm truyeàn:
‘ Bieåu ñoà Bode:
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 14
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh tæ leä (P)Û û û â ä ä
‘ Heä soá tæ leä caøng lôùn sai soá xaùc laäp caøng nhoû.
PC KsG =)(‘ Haøm truyeàn:
‘ Trong ña soá caùc tröôøng hôïp heä soá tæ leä caøng lôùn ñoä voït loá caøng
cao, heä thoáng caøng keùm oån ñònh.
‘ Thí duï: ñaùp öùng
cuûa heä thoáng hieäu
chænh noái tieáp duøng
boä ñieàu khieån tæ leä
vôùi haøm truyeàn ñoái
töôïng laø:
)3)(2(
10)( ++= sssG
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 15
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh vi phaân tæ leä (PD)Û û û â ä â ä
‘ Bieåu ñoà Bode‘ Haøm truyeàn:
)1()( sTKsKKsG DPDPC +=+=
‘ Khaâu hieäu chænh PD laø moät
tröôøng hôïp rieâng cuûa khaâu hieäu
chænh sôùm pha, trong ñoù ñoä
leäch pha cöïc ñaïi giöõa tín hieäu
ra vaø tín hieäu vaøo laø ϕmax=900,
töông öùng vôùi taàn soá ωmax=+∞.
‘ Khaâu hieäu chænh PD laøm nhanh
ñaùp öùng cuûa heä thoáng, tuy
nhieân cuõng laøm cho heä thoáng
raát nhaïy vôùi nhieãu taàn soá cao
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 16
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh vi phaân tæ leä (PD)Û û û â ä â ä
‘ Chuù yù: Thôøi haèng vi phaân caøng lôùn ñaùp öùng caøng nhanh
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 17
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh tích phaân tæ leä (PI)Û û û â ä â ä
‘ Haøm truyeàn:
)11()(
sT
K
s
KKsG
I
P
I
PC +=+=
‘ Khaâu hieäu chænh PI laø moät
tröôøng hôïp rieâng cuûa khaâu hieäu
chænh treå pha, trong ñoù ñoä leäch
pha cöïc tieåu giöõa tín hieäu ra vaø
tín hieäu vaøo laø ϕmin=−900,
töông öùng vôùi taàn soá ωmin=0.
‘ Khaâu hieäu chænh PI laøm taêng
baäc voâ sai cuûa heä thoáng, tuy
nhieân cuõng laøm cho heä thoáng coù
voït loá, thôøi gian quaù ñoä taêng leân
‘ Bieåu ñoà Bode
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 18
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh tích phaân tæ leä (PI)Û û û â ä â ä
‘ Chuù yù: Thôøi haèng tích phaân caøng nhoû ñoä voït loá caøng cao
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 19
AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh vi tích phaân tæ leä (PID)Û û û â ä â ä
‘ Bieåu ñoà Bode:
‘ Khaâu hieäu chænh PID:
Ž laøm nhanh ñaùp öùng
quaù ñoä
Ž taêng baäc voâ sai cuûa
heä thoáng.
‘ Haøm truyeàn:
sK
s
KKsG DIPC ++=)(
)11()( sT
sT
KsG D
I
PC ++=⇔
( )sT
sT
KsG D
I
PC 2
1
111)( +


 +=⇔
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 20
So saùnh caùc khaâu hieäu chænh PD. PI. PIDù ù â ä
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 21
Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån lieân tuïc á á ä á à å â ï
duøng phöông phaùp quyõ ñaïo nghieäm soá ø ù õ ï ä á
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 22
Trình töï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm phaï á á â ä ù duøng QÑNSø
‘ Böôùc 2: Xaùc ñònh goùc pha caàn buø ñeå caëp cöïc quyeát ñònh naèm
treân QÑNS cuûa heä thoáng sau khi hieäu chænh baèng coâng thöùc:
*
2,1s
∑∑
==
−−−+−= m
i
i
n
i
i zsps
1
*
1
1
*
1
0* )arg()arg(180φ
trong ñoù pi vaø zi laø caùc cöïc cuûa heä thoáng G(s) tröôùc khi hieäu chænh.
∑+−= *10* )(180 ssG cöïc ñeán cuûa cöïc caùctöø goùcφ ∑− *1)( ssG cöïc ñeán cuûa zero caùctöø goùc
)1(
)/1(
)/1()( >+
+= αα
Ts
TsKsG CCKhaâu hieäu chænh caàn thieát keá


ñoä,... quaù gian Thôøi
POT loávoït Ñoä

⇒
nω
ξ
2*2,1 1 ξωξω −±−=⇒ nn js
‘ Böôùc 1: Xaùc ñònh caëp cöïc quyeát ñònh töø yeâu caàu thieát keá veà chaát
löôïng cuûa heä thoáng trong quaù trình quaù ñoä:
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 23
Trình töï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS (tt)ï á á â ä ù ø
‘ Böôùc 3: Xaùc ñònh vò trí cöïc vaø zero cuûa khaâu hieäu chænh
Veõ 2 nöõa ñöôøng thaúng baát kyø xuaát phaùt töø cöïc quyeát ñònh sao
cho 2 nöõa ñöôøng thaúng naøy taïo vôùi nhau moät goùc baèng φ* . Giao
ñieåm cuûa hai nöõa ñöôøng thaúng naøy vôùi truïc thöïc laø vò trí cöïc vaø
zero cuûa khaâu hieäu chænh.
Coù hai caùch veõ thöôøng duøng:
Ž PP ñöôøng phaân giaùc (ñeå cöïc vaø zero cuûa khaâu H/C gaàn nhau)
Ž PP trieät tieâu nghieäm (ñeå haï baäc cuûa heä thoáng)
*
1s
‘ Böôùc 4: Tính heä soá khueách ñaïi KC baèng caùch aùp duïng coâng thöùc:
1)()( *
1
==ssC sGsG
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 24
Thí duï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS ï á á â ä ù ø
‘ Yeâu caàu: thieát keá khaâu hieäu chænh GC(s) ñeå ñaùp öùng quaù ñoä cuûa
heä thoáng sau khi hieäu chænh thoûa: POT<20%; tqñ < 0,5 sec (tieâu
chuaån 2%).
R(s)
+−
C(s)
GC(s) )5(
50
+ss
‘ Giaûi:
)1(
)/1(
)/1()( >+
+= αα
Ts
TsKsG CC
‘ Vì yeâu caàu thieát keá caûi thieän ñaùp öùng quaù ñoä neân khaâu hieäu chænh
caàn thieát keá laø khaâu sôùm pha
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 25
Thí duï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS (tt)ï á á â ä ù ø
‘ Böôùc 1: Xaùc ñònh caëp cöïc quyeát ñònh
2.0
1
exp
2
<



−−= ξ
ξπPOT 6,12.0ln
1
2
−=<−−⇒ ξ
ξπ 45,0 >⇒ ξ
707,0=ξChoïn
5,04 <=
n
t ξωqñ ξω ×>⇒ 5,0
4 n 4,11 >⇒ nω
15=nωChoïn
22*
2,1 707,011515707,01 −±×−=−±−= jjs nn ξωξω
5,105,10*2,1 js ±−=
Caëp cöïc quyeát ñònh laø:
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 26
Thí duï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS (tt)ï á á â ä ù ø
‘ Böôùc 2: Xaùc ñònh goùc pha caàn buø
{ })]5()5,105,10arg[(]0)5,105,10arg[(1800* −−+−+−+−+−= jjφ



 


−+


−+−= 5,5
5,10arctan
5,10
5,10arctan1800
)6,117135(1800 ++−=
0* 6,72=φ
Caùch 1:
Re s
Im s
−5
j10,5s
*
β1β2
O−10,5
Caùch 2:
)(180 21
0* ββφ ++−=
)6,117135(180 000 ++−=
0* 6,72=φ
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 27
Thí duï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS (tt)ï á á â ä ù ø
‘ Böôùc 3: Xaùc ñònh cöïc vaø zero cuûa khaâu sôùm pha
(pp ñöôøng phaân giaùc)
s*
β1
O
Px
AB C Re s
Im s
−5
j10,5
−10,5
12,28
22
ˆ
sin
22
ˆ
sin
*
*
=



 −



 +
= φ
φ
xPO
xPO
OPOB 0,8
22
ˆ
sin
22
ˆ
sin
*
*
=



 +



 −
= φ
φ
xPO
xPO
OPOC
28
8)( +
+=
s
sKsG CC
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 28
Thí duï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS (tt)ï á á â ä ù ø
‘ Böôùc 4: Xaùc ñònh heä soá khueách ñaïi
1)()( * == ssC...