Cơ sở điều khiển tự động - ThS.Đặng Hoài Bắc

Tài liệu "Cơ sở điều khiển tự động" gồm 7 chương trình bày các nội dung: Mô tả toán học hệ thống ĐKTĐ liên tục, các đặc tính của hệ thống ĐKTĐ liên tục, khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ liên tục, khảo sát chất lượng hệ thống ĐKTĐ liên tục, tổng hợp hệ thống ĐKTĐ liên tục,... Cùng tham khảo nhé.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở điều khiển tự động - ThS.Đặng Hoài BắcHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) Lưu hành nội bộ HÀ NỘI - 2006HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Biên soạn : Ths. ĐẶNG HOÀI BẮC Chương 1. Mô tả toán học hệ thống điều khiển tự động LỜI NÓI ĐẦU Lịch sử phát triển của điều khiển tự động được ghi nhận từ trước công nguyên, bắt đầu từđồng hồ nước có phao điều chỉnh Ktesibios ở Hy Lạp. Hệ điều chỉnh nhiệt độ đầu tiên do CornelisDrebble (1572 - 1633) người Hà Lan sáng chế. Hệ điều chỉnh mức đầu tiên là của Polzunou ngườiNga (1765) Hệ điều chỉnh tốc độ được ứng dụng trong công nghiệp đầu tiên là của Jame Watt(1769). Thế chiến lần thứ hai đòi hỏi sự phát triển về lý thuyết và ứng dụng để có những máy baylái tự động, những hệ điều khiển vị trí cúa loại pháo, điều khiển các loại vũ khí khác, điều khiểntự động các rađa v.v… Những năm 1950, các phương pháp toán học và phân tích đã phát triển vàđưa vào ứng dụng nhanh chóng. ở Mỹ thịnh hành hướng nghiên cứu trong miền tần số với cáccông trình ứng dụng của Bode, Nyquist và Black ở các trung tâm thí nghiệm điện tín. Trong khiấy, ở Liên Xô (cũ) ngự trị lĩnh vực lý thuyết và ứng dụng trong miền thời gian. Từ những năm 1980, máy tính số bắt đầu được sử dụng rộng rãi, cho phép điều khiển với độchính xác cao các đối tượng khác nhau. Các phương pháp của Liapunou, Minorsky cũng như lýthuyết điều khiển tối ưu hiện đại của L.S. Pontryagin (Liên Xô cũ), của R.Belman (Mỹ) có ýnghĩa rất lớn. Các nguyên tắc điều khiển thích nghi, điều khiển bền vững, điều khiển mờ, các “hệthông minh” v.v… ra đời và được áp dụng có hiệu quả vào thực tiễn. Nhìn chung, cơ sở điều khiển tự động là môn học trang bị cho sinh viên những kiến thức cơbản để phân tích và tổng hợp hệ thống điều khiển kỹ thuật trong miền thời gian và miền tần sốbằng công cụ toán học. Trong sách hướng dẫn học tập này, chúng ta tập trung xét các hệ thốngtrong miền liên tục và miền rời rạc, đề cập đến các vấn đề cơ bản nhất của lý thuyết hệ thống điềukhiển được ứng dụng cho kỹ thuật. Các phương pháp được đề cập đến để phân tích và tổng hợp hệthống là phương pháp kinh điển khảo sát theo hàm truyền đạt của hệ thống và phương pháp khônggian trạng thái. Nội dung chính sẽ bao gồm 7 chương: Chương 1: Mô tả toán học hệ thống ĐKTĐ liên tục. Chương II. Các đặc tính của hệ thống ĐKTĐ liên tục. Chương III. Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ liên tục. Chương IV. Khảo sát chất lượng hệ thống ĐKTĐ liên tục. Chương V. Tổng hợp hệ thống ĐKTĐ liên tục. Chương VI. Mô tả toán học hệ thống ĐKTĐ rời rạc. Chương VII. Phân tích và tổng hợp hệ thống ĐKTĐ rời rạc. Ngày nay, các công cụ để điều khiển đều biến đổi nhanh chóng và hoàn thiện, nhưng nhữngnguyên lý cơ bản vẫn không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể. Các vấn đề được đề cập trongsách hướng dẫn này dựa trên các giáo trình về Điều khiển tự động trong và ngoài nước nhưngđược tóm tắt và cô đọng giúp học viên nắm được những vấn đề cơ bản nhất của môn học. Vì thời gian có hạn, chắc còn một số sai sót không tránh khỏi, nhóm biên soạn mong nhậnđược các góp ý của người đọc để hoàn thiện trong các lần xuất bản sau. Tác giả 3 Chương 1. Mô tả toán học hệ thống điều khiển tự động CHƯƠNG I. MÔ TẢ TOÁN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LIÊN TỤCNỘI DUNG1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Trong mọi hoạt động của con người, ở bất cứ lĩnh vực nào, bất cứ vị trí nào đều liên quanđến hai từ điều khiển. Trong khoa học, tồn tại một ngành khoa học đã và đang phát triển mạnhmẽ, đó là điều khiển học. Điều khiển học là khoa học nghiên cứu về các quá trình thu thập, xử lý tín hiệu và điềukhiển trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội, khoa học công nghệ, môi trường... Điều khiển học chiara làm nhiều lĩnh vực khác nhau gồm điều khiển học toán học, điều khiển học sinh học, điều khiểnhọc kỹ thuật... Điều khiển học kỹ thuật là khoa học nghiên cứu về quá trình thu thập, xử lý tín hiệu và điềukhiển các quá trình và hệ thống thiết bị kỹ thuật. Khái niệm điều khiển được hiểu là tập hợp tất cảcác tác động mang tính tổ chức của một quá trình nhằm đạt được mục đích mong muốn của quátrình đó. Hệ thống điều khiển mà không có sự tham gia trực tiếp của con người trong quá trìnhđiều khiển được gọi là điều khiển tự động. Chương này đề cập đến các vấn đề sau: + Khái niệm chung về hệ thống điều khiển, phân tích sơ đồ khối của một hệ thống điềukhiển thông thường và các phân lọai các hệ thống điều khiển. + Mô tả toán học các hệ thống điều khiển trong mi ...