Bài giảng Điều khiển quá trình - Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Cấu hình chuẩn của hệ điều khiển phản hồi, chuẩn hóa mô hình, phát biểu bài toán chuẩn, đánh giá chất lượng trên miền thời gian, đánh giá chất lượng trên miền tần số. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điều khiển quá trình - Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi Điều khiển quá trình Chương 5: Phân tích hệ ₫iều khiển phản hồi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung chương 5 5.1 Cấu hình chuẩn của hệ điều khiển phản hồi 5.2 Chuẩn hóa mô hình 5.3 Phát biểu bài toán chuẩn 5.4 Đánh giá chất lượng trên miền thời gian 5.5 Đánh giá chất lượng trên miền tần số Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục ₫ích bài giảng ƒ Làm rõ các yếu tố liên quan tới chất lượng của một hệ thống điều khiển phản hồi ƒ Những nguyên tắc cơ bản nhất trong thiết kế một bộ điều khiển phản hồi Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.1 Cấu hình chuẩn d Quá trình KT Bộ điều khiển Gd r u + y P K G – ym + n + r tín hiệu đặt, giá trị đặt G mô hình đối tượng u tín hiệu điều khiển Gd mô hình nhiễu y tín hiệu ra được điều khiển K khâu điều chỉnh ym tín hiệu đo, tín hiệu phản hồi P khâu lọc trước d nhiễu quá trình (không được đo) n nhiễu đo Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ hệ thống ₫iều khiển nhiệt ₫ộ dT ρ ρ2 1 = 1 FT 1 1 + F T 2 2 − FT dt ρV ρV V Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ƒ Mô hình tuyến tính hóa tại điểm làm việc ⎡ ΔF2(s) ⎤ ⎢ ⎥  ΔT (s) = Gp (s)ΔF1(s) + Gd (s) ΔT1(s) ⎥ ⎢ ⎢ ⎥ ⎢ ΔT2(s) ⎥ ⎣ ⎦ kp  1 Gp (s) = , Gd (s) = [k k k ] 1 + τs 1 + τs d 1 d 2 d 3 V ρ T − ρT ρ T − ρT ρF ρF τ = , kp = 1 1 , kd 1 = 2 2 , kd 2 = 1 1 , kd 3 = 2 2 F ρF ρF ρF ρF ƒ Mô hình van điều khiển và thiết bị đo kv km Gv (s) = Gm (s) = τv s + 1 τm s + 1 Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cấu trúc ₫ơn giản hóa hệ ĐK nhiệt ₫ộ C cần được chọn sao cho có đặc tính gần giống với Gm , ít ra là ở hệ số khuếch đại tĩnh. Trong thực tế ta có thể chọn C = Gm hoặc C = km . Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ hệ thống ₫iều khiển thành phần dx ρAh = (w1 + w2 )((x1 − x 2 )R − x + x 2 ) dt R = w1/(w1+w2) Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt dx ρAh = (w1 + w2 )((x1 − x 2 )R − x + x 2 ) dt Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc ρV d Δx + Δx = (x1 − x 2 )ΔR + RΔx1 + (1 − R)Δx 2 w dt x1 − x 2  1 ⎡R 1 − R ⎤ Gp (s) = , Gd = τ = ρV / w τs + 1 τs + 1 ⎣ ⎦ Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi © 2006 - HMS 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.2 Chuẩn hóa mô hình ƒ Mô hình ban đầu của quá trình chưa được chuẩn hóa: y(s) = Gm (s)Gp (s)Gv (s)u(s) + Gm (s)Gd (s)d(s) ƒ Chuẩn hóa tín hiệu: y = y / Sy , u = u / Su , d = d / Sd Sy là dải tín hiệu đo, Su là dải tín hiệu điều khiển và Sd là dải nhiễu quá trình ƒ Mô hình chuẩn hóa y(s) = G(s)u(s) + Gd (s)d(s ...