Bài giảng điều khiển số (Digital Control Systems) - Phần 1

Mô hình tín hiệu và hệ thống1.1 Cấu trúc cơ sở của hệ thống ĐK số• Khâu ĐC: sử dụng vi xử lý (microprocessor: μP),vi điều khiển (microcontroller: μC) hoặc vi xử lýtín hiệu (digital signal processor: DSP)• Khâu DAC: có thể không tồn tại một cách tườngminh, mà ẩn dưới dạng thiết bị có chức năng DA.Ví dụ: khâu điều chế vector điện áp (khi điềukhiển digital động cơ ba pha)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng điều khiển số (Digital Control Systems) - Phần 1 Điều khiển số (Digital Control Systems) Phần A: Môn học truyền đạt các kiến thức phục vụ phân tích, thiết kế các hệ thống điều khiển tự động sử dụng vi xử lý (µP, µC, DSP). Phần A bao gồm các nội dung thuộc chương trình dành cho Đại học.16 June 2007 Assoc. Prof. Hon.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ng. Ph. Quang 1 Electrical Engineering - Automatic Control Điều khiển số Chương 1: Mô hình tín hiệu và hệ thống 1. Cấu trúc cơ sở của hệ thống ĐK số 2. Mô hình tín hiệu trên miền ảnh z 3. Mô hình hệ thống trên miền ảnh z Chương 2: Điều khiển có phản hồi đầu ra 1. Xét ổn định của hệ thống số 2. Thiết kế trên miền thời gian xấp xỉ liên tục 3. Thiết kế trên miền thời gian gián đoạn 4. Một số dạng mở rộng16 June 2007 Assoc. Prof. Hon.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ng. Ph. Quang 2 Electrical Engineering - Automatic Control Điều khiển số Chương 3: Điều khiển có phản hồi trạng thái 1. Ôn lại các kiến thức cơ sở 2. Mô hình trạng thái gián đoạn 3. Tính điều khiển được và tính quan sát được 4. Cấu trúc cơ bản của hệ thống ĐK số trên không gian trạng thái 5. Một số dạng mở rộng Chương 4: Thực hiện kỹ thuật hệ thống ĐK số 1. Ảnh hưởng của số hóa (lượng tử hóa) biên độ 2. Thiết kế hệ thống bằng máy tính (MATLAB) 3. Thiết kế hệ thống vi điều khiển16 June 2007 Assoc. Prof. Hon.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ng. Ph. Quang 3 Electrical Engineering - Automatic Control Điều khiển số Tài liệu tham khảo: [1] Isermann R.: Digitale Regelsysteme. Bd. I und II, Springer-Verlag, 2. Auflage, 1987-1988 [2] Franklin G.F., Powell J.D., Workman M.L.: Digital Control of Dynamic Systems. Addison Wesley, 2nd 1994 [3] Quang Ng.Ph.: MATLAB & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động. Nhà xuất bản KH&KT, 2004 Chú ý: Giáo trình này sử dụng để dậy các lớp đại học với thời lượng 45 tiết, bao gồm lý thuyết và ví dụ. Với các lớp 60 tiết, sẽ dậy giống như lớp 45 tiết nhưng có thêm bài tập lớn 12-15 tiết.16 June 2007 Assoc. Prof. Hon.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ng. Ph. Quang 4 Electrical Engineering - Automatic Control 1. Mô hình tín hiệu và hệ thống 1.1 Cấu trúc cơ sở của hệ thống ĐK số Khâu Điều chỉnh: 1. Pt. Sai phân pµ uk −µ + + p1uk −1 + p0uk = q0ek + q1ek −1 + + qν ek −ν Q ( z −1 ) 2. Hàm truyền đạt trên q0 + q1 z−1 + + qν z−ν GÐC ( z ) = = P ( z −1 ) miền ảnh z p0 + p1 z−1 + −µ + pµ z16 June 2007 Assoc. Prof. Hon.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ng. Ph. Quang 5 Electrical Engineering - Automatic Control 1. Mô hình tín hiệu và hệ thống 1.1 Cấu trúc cơ sở của hệ thống ĐK số • Khâu ĐC: sử dụng vi xử lý (microprocessor: µP), vi điều khiển (microcontroller: µC) hoặc vi xử lý tín hiệu (digital signal processor: DSP) • Khâu DAC: có thể không tồn tại một cách tường minh, mà ẩn dưới dạng thiết bị có chức năng DA. Ví dụ: khâu điều chế vector điện áp (khi điều khiển digital động cơ ba pha) • Khâu ADC: thường sử dụng khi đo đạc giá trị thực của đại lượng ra (ví dụ: đo dòng). Đôi khi tồn tại dưới dạng khác như: đo tốc độ quay bằng IE16 June 2007 Assoc. Prof. Hon.-Prof. Dr.-Ing. habil. Ng. Ph. Quang 6 Electrical Engineering - Automatic Control 1. Mô hình tín hiệu và hệ thống 1.1 Cấu trúc cơ sở của hệ thống ĐK số Khâu ADC và quá trình trích mẫu đo Sau khi trích mẫu (lý tưởng) Để khảo sát tín hiệu gián đoạn ∞ bằng ADC ta thu được chuỗi u (t ) = ∑ ⎡⎣u ( kT ) δ (t − kT )⎤⎦ * bằng công cụ Laplace (hay giá trị số: phân tích phổ), đồng thời tạo k =0 ∞ ⎡u (k )⎤ = ⎡u (0) , u (1) , u ( 2) , …⎤ hay điều kiện mô tả hỗn hợp với các ...