Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục part 3

Để có thể mô phỏng được một hệ thống trên máy tính thì mô hình toán học của đối tượng phải được biểu diến trên không gian trạng thái. Vì vậy khi ta đa mô hình của đối tượng biểu diễn bằng hàm truyền đạt ta phải chuyển sang phương trình trạng thái.- Chọn các biến trạng thái, mỗi biến trạng thái được xác định bởi đạo hàm của biến trạng thái trước đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục part 3 AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh tích phaân tæ leä (PI) Haøm truyeàn: Bieåu ñoà Bode KI 1 GC ( s ) = K P + = K P (1 + ) s TI s 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 leân26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 17 AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh tích phaân tæ leä (PI) Chuù yù: Thôøi haèng tích phaân caøng nhoû ñoä voït loá caøng cao26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 18 AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh vi tích phaân tæ leä (PID) Haøm truyeàn: Bieåu ñoà Bode: KI GC ( s ) = K P + + KDs s 1⇔ GC ( s ) = K P (1 + + TD s ) TI s  1  T s (1 + TD 2 s )⇔ GC ( s ) = K P 1 +   I1  Khaâu hieäu chænh PID: laøm nhanh ñaùp öùng quaù ñoä taêng baäc voâ sai cuûa heä thoáng. 26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 19 So saùnh caùc khaâu hieäu chænh PD. PI. PID26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 20 Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån lieân tuïc duøng phöông phaùp quyõ ñaïo nghieäm soá26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 21 Trình töï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS s + (1 / αT ) (α > 1)Khaâu hieäu chænh caàn thieát keá GC ( s ) = K C s + (1 / T ) Böôùc 1: Xaùc ñònh caëp cöïc quyeát ñònh töø yeâu caàu thieát keá veà chaát löôïng cuûa heä thoáng trong quaù trình quaù ñoä: Ñoä voït loá POT ξ ⇒ s1, 2 = −ξωn ± jωn 1 − ξ 2 * ⇒   Thôøi gian quaù ñoä,... ωn * Böôùc 2: Xaùc ñònh goùc pha caàn buø ñeå caëp cöïc quyeát ñònh s1, 2 naèm treân QÑNS cuûa heä thoáng sau khi hieäu chænh baèng coâng thöùc: n m φ = −180 + ∑ − pi ) − ∑ arg( s1 − zi ) * 0 * * arg( s1 i =1 i =1trong ñoù pi vaø zi laø caùc cöïc cuûa heä thoáng G(s) tröôùc khi hieäu chænh. φ * = −180 0 + ∑ goùc töø caùc cöïc cuûa G ( s ) ñeán cöïc s1 * − ∑ goùc töø caùc zero cuûa G ( s ) ñeán cöïc s1 *26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 22 Trình töï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS (tt) 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 s1 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: PP ñöôøng phaân giaùc (ñeå cöïc vaø zero cuûa khaâu H/C gaàn nhau) PP trieät tieâu nghieäm (ñeå haï baäc cuûa heä thoáng) Böôùc 4: Tính heä soá khueách ñaïi KC baèng caùch aùp duïng coâng thöùc: GC ( s )G ( s ) s = s* = 1 126 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 23 Thí duï thieát keá khaâu hieäu chænh sôùm pha duøng QÑNS R ( s) C(s) 50 + GC(s) − s( s + 5) Yeâu caàu: thieát keá khaâu hieäu chænh GC(s) ñeå ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heä thoáng sau khi hieäu chænh thoûa: POT 1) GC ( s) = KC s + (1 / T )26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 24 ...