Giáo trình kỹ thuật điều khiển 6

Các mô hình sơ đồ khối đủ để biểu diễn các mối quan hệ giữa các biến cần điều khiển và các biến vào của hệ thống. Tuy nhiên, với các hệ thống tương đối phức tạp, việc thực hiện thủ tục rút
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật điều khiển 6 1 + G (s) H ( s) − G ( s) H (s) G (s) S= ⋅ G ( s ) [1 + G ( s ) H ( s )] 2 [1 + G ( s ) H ( s )] (4.12) 1 = 1 + G (s) H ( s)Chúng ta lại thấy một lần nữa là độ nhạy của hệ thống đối với sự biến thiên củaquá trình được điều khiển sẽ càng nhỏ khi tích G(s)H(s) càng lớn. Sự biến thiên của phần tử phản hồi H(s) cũng gây ra thay đổi của tín hiệu ra.Độ nhạy của hệ thống đối với sự biến thiên của phần tử phản hồi được định nghĩanhư sau: ∂T H ( s ) SH = ⋅ (4.13) ∂H T ( s )Từ (4.9) và (4.13), chúng ta thu được: − G 2 ( s) − G (s) H ( s) H (s) SH = ⋅ = (4.14) [1 + G ( s ) H ( s )]2 G ( s ) [1 + G ( s ) H ( s )] 1 + G ( s) H (s)Trái với trường hợp trước, ở đây SH sẽ xấp xỉ −1 khi G(s)H(s) >> 1. Điều đó cónghĩa là, đối với hệ thống điều khiển phản hồi việc sử dụng những bộ phận phảnhồi có độ tin cậy cao, tức là luôn giữ được các tham số không bị biến đổi theo sựthay đổi của môi trường, là điều vô cùng quan trọng. Ví dụ 4.1Một mạch khuyếch đại đảo sử dụng khuyếch đại thuật toán được biểu diễn trongHình 4.2. Hệ số khuyếch đại của khuyếch đại thuật toán là A ≥ 104. Do trở khángcủa khuyếch đại thuật toán rất lớn, dòng điện đi vào bộ khuyếch đại có thể coi làkhông đáng kể. Vì vậy chúng ta thiết lập được phương trình sau: vn − v vào vn − v0 + =0 (4.15) R1 R2 R2 R1 + − A vvào vn + v0 − Hình 4.2. Mạch khuyếch đại đảoHiệu điện thế đầu ra của khuyếch đại thuật toán v0 = Avn, vì vậy: v vn = 0 (4.16) AThay (4.16) vào (4.15): 56 v0 v v v − vào + 0 − 0 = 0 (4.17) AR1 R1 AR2 R2hay: AR2 v vào v0 = (4.18) R1 + R2 − AR1Hàm chuyển của hệ thống: v0 AR2 A T= = = (4.19) v vào R1 + R2 − AR1 1 + K − AKở đó K = R1/R2. Độ nhạy của hệ thống đối với sự biến thiên của hệ số khuyếchđại A được tính như sau: ∂T A SA = ⋅ ∂A T 1 + K − AK − A(− K ) A = ⋅ (4.20) A (1 + K − AK ) 2 (1 + K − AK ) 1+ K = 1 + K − AKĐộ nhạy của hệ thống đối với sự biến thiên của hệ số K được tính như sau: ∂T K − A(1 − A) AK − K K SK = ⋅= ⋅ = (4.21) ∂K T (1 + K − AK ) 2 A (1 + K − AK ) 1 + K − AKCho A = 104 và K = 0,1, chúng ta tính được SA ≅ −10−3 và SK ≅ −1. Như vậy, tínhiệu ra của mạch khuyếch đại đảo chịu ảnh hưởng rất ít từ sự biến thiên của hệ sốkhuyếch đại A của khuyếch đại thuật toán, nhưng lại bị tác động rất nhiều khi hệsố K biến thiên.4.3. Điều khiển đáp ứng nhất thời ...