Bài giảng Tín hiệu và hệ thống: Lecture 12 – Trần Quang Việt

Bài giảng “Tín hiệu và hệ thống – Lecture 12 cung cấp cho người học kiến thức về ứng dụng trong hồi tiếp và điều khiển. Chương này trình bày các nội dung chính như: Vài ứng dụng của hệ thống hồi tiếp, cơ bản về hệ thống điều khiển tự động. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Tín hiệu và hệ thống: Lecture 12 – Trần Quang Việt Ch-6: Phân tích hệ thống liên tục dùng biến đổi Laplace Lecture-12 6.4. Ứng dụng trong hồi tiếp và điều khiển Signals & Systems – FEEE, HCMUT 6.4. Ứng dụng trong hồi tiếp và điều khiển 6.4.1. Vài ứng dụng của hệ thống hồi tiếp 6.4.2. Cơ bản về hệ thống điều khiển tự động Signals & Systems – FEEE, HCMUT 6.4.1. Vài ứng dụng của hệ thống hồi tiếp a) Thực hiện hệ thống nghịch đảo của hệ thống LTI b) Giảm ảnh hưởng của sự thay đổi thông số hệ thống c) Tuyến tính hóa hệ thống phi tuyến d) Ổn định cho hệ thống LTI không ổn định Signals & Systems – FEEE, HCMUT a) Thực hiện hệ thống nghịch đảo của hệ thống LTI  Xét hệ thống hồi tiếp như hình vẽ F(s) + K Y(s) - H(s) K T(s)= 1 KH(s)  Nếu chọn K sao cho KH(s)>>1 1 T(s) [Hệ thống nghịch đảo của HT LTI H(s)] H(s) Signals & Systems – FEEE, HCMUT b) Giảm ảnh hưởng của sự thay đổi thông số hệ thống  Xét hệ thống hồi tiếp sau: f (t ) A + T(s)= 1 βA 1 T(s) ; βA>>1 β  Ví dụ: làm thế nào để giảm ảnh hưởng do sự thay đổi của độ lợi G G 8 G 12 Signals & Systems – FEEE, HCMUT c) Tuyến tính hóa hệ thống phi tuyến  Xét hệ thống hồi tiếp sau: f (t ) y(e) y (e) β Quan hệ vào ra: y(f)=y(e) ; với: e(t)=f(t)-βy(t) dy dy de df de df dy dy dy dy dy/de 1-β de dy df de df df 1+βdy/de 1-β df df dy 1 Nếu có βdy/de 1 thì: df β y(f): tuyến tính Signals & Systems – FEEE, HCMUT c) Tuyến tính hóa hệ thống phi tuyến  Ví dụ: xét bộ khuếch đại công suất lớp B như dưới đây, làm thế nào để khắc phục méo? Méo xuyên tâm Signals & Systems – FEEE, HCMUT d) Ổn định cho hệ thống LTI không ổn định Xét hệ thống hồi tiếp sau: F(s) + H(s) Y(s) - β b Giả sử hàm truyền vòng hở : H(s)= ;a>0  không ổn định!!! s-a H(s) b Hàm truyền vòng kín: T(s)= T(s)= 1+βH(s) s-a+βb a Vây T(s) ổn định khi chọn: β> b Signals & Systems – FEEE, HCMUT 6.4.2. Cơ bản về hệ thống điều khiển tự động a) Phân tích một hệ thồng điều khiển đơn giản b) Phân tích quá độ hệ thống bậc 2 c) Quỹ đạo nghiệm số d) Hiệu chỉnh hệ thống dùng quỹ đạo nghiệm số Signals & Systems – FEEE, HCMUT a) Phân tích một hệ thống điều khiển đơn giản  Xét hệ thống điều khiển đơn giản D( D a ) (t ) KT f (t ) a B / J , K1 KT / J La.Thi page 91 92 KG(s) i K G (s) o T(s)= 1+KG(s) Signals & Systems – FEEE, HCMUT a) Phân tích một hệ thống điều khiển đơn giản 1 K K Giả sử: G(s)= T(s)= 2 θ o (s)= 2 θi (s) s(s+8) s +8s+K s +8s+K  Phân tích quá độ: đáp ứng với u(t) 1 K θi (s)= θ o (s)= 2 s s(s +8s+K) 7 • K=7: θ o (s)= 2 θ o (t)=(1- 76 e-t + 16 e-7t )u(t) s(s +8s+7) 80 • K=80: θ o (s)= 2 θo (t)=[1- 25 e-4t cos(8t+1530 )]u(t) s(s +8s+80) 16 • K=16: θ o (s)= 2 θ o (t)=[1-(4t+1)e-4t ]u(t) s(s +8s+16) Signals & Systems – FEEE, HCMUT a) Phân tích một hệ thống điều khiển đơn giản within 2% the FV PO 21% 90% Không có 10% PO và tp tr tp ts • PO: percentage-overshoot • tp: peak time • tr: rise time • ts: settling time Nhiệm vụ: Tìm giá trị của K để đạt yêu cầu mong muốn Sig ...