Giáo trình Kỹ thuật điều khiển tự động - CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội

(NB) Giáo trình Kỹ thuật điều khiển tự động cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm chung, điều khiển và điều chỉnh, các loại điều khiển, điều chỉnh, tín hiệu, các quan hệ trong sơ đồ luồng tín hiệu,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kỹ thuật điều khiển tự động - CĐ Nghề Công Nghiệp Hà NộiTRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Tác giả (chủ biên) PHẠM THỊ THÙY DUNG GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG (Lưu hành nội bộ) Hà Nội năm 2012 Tuyên bố bản quyền Giáo trình này sử dụng làm tài liệu giảng dạy nội bộ trongtrường cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội không sử dụng vàkhông cho phép bất kỳ cá nhân hay tổ chức nào sử dụng giáo trìnhnày với mục đích kinh doanh. Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình này với mục đích khác hay ởnơi khác đều phải được sự đồng ý bằng văn bản của trường Cao đẳngnghề Công nghiệp Hà Nội 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề...thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việcdạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáotrình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu cầu thực tế. Nội dung của giáo trình “KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG” đã đượcxây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp vớinhững nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sựnghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. Giáo trình nội bộ này do các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làmcông tác trong ngành đào tạo chuyên nghiệp. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn,dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đềcập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đàotạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định củachương trình khung đào tạo cao đẳng nghề. Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắcchắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ýkiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu ngành.Xin trân trọng cảm ơn! KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BÀI 1. KHÁI NIỆM CHUNG1. Khái niệm chung Điều khiển học (Cybernetic): Ngành khoa học nghiên cứu các quá trình điềukhiển và truyền thông trong các hệ thống gọi là điều khiển học. Tuỳ theo đặc điểmcủa đối tượng nghiên cứu, điều khiển học được chia thành: điều khiển học kỹ thuật,điều khiển học kinh tế, điều khiển học sinh học,...Trong các ngành kể trên, điềukhiển học kỹ thuật trùng với tự động học, là ngành phát triển nhất hiện nay. Trongtài liệu này, chúng ta chỉ đề cập đến các vấn đề của điều khiển học kỹ thuật. Tín hiệu : Thông tin trong hệ thống điều khiển được thể hiện bằng các tín hiệu.Các tín hiệu có thể là dòng điện, điện áp, lực, áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, vị trí, vận 3tốc,… Mỗi phần tử điều khiển nhận tín hiệu vào từ một số phần tử của hệ thống vàtạo nên tín hiệu ra đưa vào phần tử khác. Hệ thống cũng giao tiếp với môi trườngbên ngoài thông qua các tín hiệu vào, ra của nó. Thay vì tên gọi tín hiệu vào, tínhiệu ra người ta còn sử dụng khái niệm tác động và đáp ứng với nghĩa là: khi tácđộng vào hệ thống một tín hiệu vào thì hệ thống sẽ có đáp ứng là tín hiệu ra. Thôngthường tín hiệu được biểu diễn toán học bằng hàm số của thời gian. Trong sơ đồ hệthống, các tín hiệu vào, ra thường được biểu diễn bằng các mũi tên như trên hình1.1. Hệ thống điều khiển đơn giản Điều khiển theo mạch hở: là điều khiển theo tác động đặt trước (hay điềukhiển theo chương trình), tức là nhiệm vụ điều khiển đặc trưng bởi lượng vàox(t) đã được định sẵn trước bằng cơ cấu đặt hoặc cơ cấu chương trình, kết quảđiều khiển chỉ phụ thuộc vào nhiệm vụ điều khiển. Hình 1: Sơ đồ khái quát hệ điều khiển theo mạch hở Ưu điểm: Điều khiển theo mạch hở có ưu điểm là hệ điều khiển có cấu trúcđợn giản. Nhược điểm: độ chính xác không cao và không thể can thiệp vào kết quảđiều khiển. Ứng dụng: phạm vi ứng dụng rất hạn chế Điều khiển theo nguyên lý mạch kín hay điều khiển có phản hồi là quá trìnhđiểu khiển sử dụng thông tin qua mạch phản hồi tạo thành mạch vòng kín tronghệ thống Quá trình điều khiển có sử dụng thông tin về kết quả điều khiển thông quamạch phản hồi để tạo tín hiệu (tác động điều khiển) của CCĐK, do đó tạo thànhmột mạch vòng kín trong hệ thống điều khiển, được gọi là hệ thống điều khiểntheo mạch kín hay điều khiển có phản hồi. 4 Sơ đồ khái quát hệ thống điều khiển theo mạch kín được trình bày trên hình1.5 Hệ thống điều khiển theo mạch kín thực chất là hệ thống ĐKTĐ, vì ở đâyquá trình điều khiển xảy ra mà không có sự tham gia trực tiếp của con người vàquá trình điều khiển hoàn toàn do các thiết bị thực hiện. Mạch phản hồi đưa tín hiệu ra trở lại đầu vào, n ...