Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Chương 8 - Huỳnh Gia Thịnh

Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Chương 8 - Hệ thống điều khiển phi tuyến trình bày khái niệm, đặc điểm của hệ phi tuyến, các khâu phi tuyến đơn giản, mô tả toán học hệ phi tuyến, các phương pháp khảo sát hệ phi tuyến; phương pháp tuyến tính hóa; phương pháp hàm mô tả; phương pháp Lyapunov.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Chương 8 - Huỳnh Gia Thịnh Moân hoïc LYÙ THUYEÁT ÑIEÀU KHIEÅN  TÖÏ ÑOÄNG Giaûng vieân: Huyønh Gia Thònh Boä moân Ñieàu Khieån Töï Ñoäng Khoa Ñieän Tröôøng Ñaïi hoïc Coâng Nghieäp TP.HCM Email: huynh_gia_thinh@yahoo.com Chöông 8 HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN PHI TUYEÁN 2 oäi dung chöông 8 haùi nieäm Ñaëc ñieåm cuûa heä phi tuyeán Caùc khaâu phi tuyeán ñôn giaûn Moâ taû toaùn hoïc heä phi tuyeán Caùc phöông phaùp khaûo saùt heä phi tuyeán höông phaùp tuyeán tính hoùa höông phaùp haøm moâ taû höông phaùp Lyapunov 3 Khaùi nieäm 4 Khaùi nieäm veà heä phi tuyeán tuyeán laø heä thoáng trong ñoù quan heä vaøo – ra khoâng g phöông trình vi phaân/sai phaân tuyeán tính. n lôùn caùc ñoái töôïng trong töï nhieân mang tính phi tuyeá eä thoáng thuûy khí (TD: boàn chöùa chaát loûng,…), eä thoáng nhieät ñoäng hoïc (TD: loø nhieät,…), eä thoáng cô khí (TD: caùnh tay maùy,….), eä thoáng ñieän – töø (TD: ñoäng cô, maïch khueách ñaïi,…) eä thoáng vaät lyù coù caáu truùc hoãn hôïp,… heo daïng tín hieäu trong heä thoáng maø heä phi tuyeán co øm hai loaïi: ä phi tuyeán lieân tuïc ä phi tuyeán rôøi raïc. dung moân hoïc chæ ñeà caäp ñeán heä phi tuyeán lieân tuïc 5 Tính chaát cuûa heä phi tuyeán phi tuyeán khoâng thoûa maõn nguyeân lyù xeáp choàng. n ñònh cuûa heä phi tuyeán khoâng chæ phuï thuoäc vaøo c oá cuûa heä thoáng maø coøn phuï thuoäc vaøo tín hieäu va n hieäu vaøo heä phi tuyeán laø tín hieäu hình sin thì tín hieä haønh phaàn taàn soá cô baûn (baèng taàn soá tín hieäu vaø ønh phaàn haøi baäc cao (laø boäi soá cuûa taàn soá tín hieä phi tuyeán coù theå xaûy ra hieän töôïng dao ñoäng töï kích. 6 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu relay 2 vò trí Khaâu relay 3 vò trí 7 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu khueách ñaïi baõo hoøa Khaâu khueách ñaïi coù mieàn cheát 8 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu relay 2 vò trí coù treå Khaâu relay 3 vò trí coù treå 9 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu khueách ñaïi baõo hoøa coù treå 10 Moâ taû toaùn hoïc heä phi tuyeán duøng phöông trình vi phaân eä vaøo – ra cuûa heä phi tuyeán lieân tuïc coù theå bieåu d öông trình vi phaân phi tuyeán baäc n: rong ñoù: u(t) laø tín hieäu vaøo, y(t) laø tín hieäu ra, g(.) laø haøm phi tuyeán 11 Moâ taû heä phi tuyeán duøng phöông trình vi phaân – Thí duï 1 a: tieát dieän van xaû A: tieát dieän ngang cuûa boàn g: gia toác troïng tröôøng k: heä soá tæ leä vôùi coâng suaát CD: heä soá xaû Phöông trình caân baèng: trong ñoù: (heä phi tuyeán baäc 1) 12 Moâ taû heä phi tuyeán duøng phöông trình vi phaân – Thí duï 2 J: moment quaùn tính cuûa caùnh tay maùy M: khoái m: khoái löôïnglöôïng cuûa caùnh tay maùy vaät naëng l: chieàu daøi caùnh tay maùy lC : khoaûng caùch töø troïng taâm tay maùy ñeán truïc q B: heä soá ma saùt nhôùt g: gia toác troïng tröôøng u(t): moment taùc ñoäng leân truïc quay cuûa caùnh tay θ(t): goùc quay (vò trí) cuûa caùnh tay maùy •Theo ñònh luaät Newton (heä phi tuyeán baäc 2 13 Moâ taû heä phi tuyeán duøng phöông trình vi phaân – Thí duï 3 δ: goùc baùnh laùi ψ: höôùng chuyeån ñoäng cuûa taøu k: heä soá τi: heä soá g trình vi phaân moâ taû ñaëc tính ñoäng hoïc heä thoáng la (heä phi tuyeán baäc 3 14 Moâ taû toaùn hoïc heä phi tuyeán duøng phöông trình traïng thaùi i tuyeán lieân tuïc coù theå moâ taû baèng phöông trình traï ong ñoù: u(t) laø tín hieäu vaøo, y(t) laø tín hieäu ra, x(t) laø vector traïng thaùi, x(t) = [x1(t), x2(t),…,xn(t)]T f(.), h(.) laø caùc haøm phi tuyeán 15 Moâ taû heä phi tuyeán duøng phöông trình traïng thaùi – Thí duï 1 PTVP: Ñaët bieán traïng thaùi: x (t ) = y( 1 PTTT: trong ñoù: 16 Moâ taû heä phi tuyeán duøng phöông trình traïng thaùi – Thí duï 2 PTVP: •Ñaët bieán traïng thaùi: PTTT: rong ñoù: 17 Caùc phöông phaùp khaûo saùt heä phi tuyeán coù phöông phaùp naøo coù theå aùp duïng hieäu quaû cho án. oïc ñeà caäp ñeán moät soá phöông phaùp thöôøng duøng s •Phöông phaùp tuyeán tính hoùa •Phöông phaùp haøm mo ...