Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Chương 8 - TS. Huỳnh Thái Hoàng

Bài giảng "Lý thuyết điều khiển tự động - Chương 8: Hệ thống điều khiển phi tuyến" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm, phương pháp tuyến tính hóa, phương pháp hàm mô tả, phương pháp Lyapunov. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động: Chương 8 - TS. Huỳnh Thái Hoàng Moân hoïc LYÙ THUYEÁT ÑIEÀU KHIEÅN TÖÏ ÑOÄNG Giaûng vieân: TS. Huyønh Thaùi Hoaøng Boä moân Ñieàu Khieån Töï Ñoäng Khoa Ñieän – Ñieän Töû Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP.HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www2.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 1 Chöông 8 HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN PHI TUYEÁN 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 2 Noäi dung chöông 9 ‘ Khaùi nieäm Ž Ñònh nghóa Ž Ñaëc ñieåm cuûa heä phi tuyeán Ž Caùc khaâu phi tuyeán ñôn giaûn Ž Moâ taû toaùn hoïc heä phi tuyeán Ž Caùc phöông phaùp khaûo saùt heä phi tuyeán ‘ Phöông phaùp tuyeán tính hoùa ‘ Phöông phaùp haøm moâ taû ‘ Phöông phaùp Lyapunov 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 3 Khaùi nieäm 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 4 Khaùi nieäm veà heä phi tuyeán ‘ Heä phi tuyeán laø heä thoáng trong ñoù quan heä vaøo – ra khoâng theå moâ taû baèng phöông trình vi phaân/sai phaân tuyeán tính. ‘ Phaàn lôùn caùc ñoái töôïng trong töï nhieân mang tính phi tuyeán. Ž Heä thoáng thuûy khí (TD: boàn chöùa chaát loûng,…), Ž Heä thoáng nhieät ñoäng hoïc (TD: loø nhieät,…), Ž Heä thoáng cô khí (TD: caùnh tay maùy,….), Ž Heä thoáng ñieän – töø (TD: ñoäng cô, maïch khueách ñaïi,…) Ž Heä thoáng vaät lyù coù caáu truùc hoãn hôïp,… ‘ Tuøy theo daïng tín hieäu trong heä thoáng maø heä phi tuyeán coù theå chia laøm hai loaïi: Ž Heä phi tuyeán lieân tuïc Ž Heä phi tuyeán rôøi raïc. Noäi dung moân hoïc chæ ñeà caäp ñeán heä phi tuyeán lieân tuïc. 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 5 Tính chaát cuûa heä phi tuyeán ‘ Heä phi tuyeán khoâng thoûa maõn nguyeân lyù xeáp choàng. ‘ Tính oån ñònh cuûa heä phi tuyeán khoâng chæ phuï thuoäc vaøo caáu truùc, thoâng soá cuûa heä thoáng maø coøn phuï thuoäc vaøo tín hieäu vaøo. ‘ Neáu tín hieäu vaøo heä phi tuyeán laø tín hieäu hình sin thì tín hieäu ra ngoaøi thaønh phaàn taàn soá cô baûn (baèng taàn soá tín hieäu vaøo) coøn coù caùc thaønh phaàn haøi baäc cao (laø boäi soá cuûa taàn soá tín hieäu vaøo). ‘ Heä phi tuyeán coù theå xaûy ra hieän töôïng dao ñoäng töï kích. 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 6 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu relay 2 vò trí Khaâu relay 3 vò trí y y Ym Ym u −D D u −Ym −Ym Ym sgn(u ) (neáu | u |≥ D) y = Ym sgn(u ) y= 0 (neáu | u |< D) 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 7 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu khueách ñaïi baõo hoøa Khaâu khueách ñaïi coù mieàn cheát y y Ym K −D u −D u D D −Ym Ym sgn(u ) (neáu | u |> D)  K (u − D sgn(u )) (neáu | u |≥ D) y= y=  Ku (neáu | u |≤ D)  0 (neáu | u |< D) ( K = Ym / D) 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 8 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu relay 2 vò trí coù treå Khaâu relay 3 vò trí coù treå y y Ym Ym u −D u -D D D −Ym −Ym Ym sgn(u ) (neáu | u |≥ D) y= − Ym sgn(u& ) (neáu | u |< D) 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 9 Caùc khaâu phi tuyeán cô baûn Khaâu khueách ñaïi baõo hoøa coù treå y Ym −D u D −Ym 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 10 Moâ taû toaùn hoïc heä phi tuyeán duøng phöông trình vi phaân ‘ Quan heä vaøo – ra cuûa heä phi tuyeán lieân tuïc coù theå bieåu dieãn döôùi daïng phöông trình vi phaân phi tuyeán baäc n: d n y (t )  d n−1 y (t ) dy (t ) d mu (t ) du (t )  n = g  n −1 ,L, , y (t ), m ,L, , u (t )  dt  dt dt dt dt  trong ñoù: u(t) laø tín hieäu vaøo, y(t) laø tín hieäu ra, g(.) laø haøm phi tuyeán 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 11 Moâ taû heä phi tuyeán duøng phöông ...