Kỹ thuật điều khiển tự động _ Chương số 1

1.1. Giới thiệu Hệ thống điều khiển là một nhóm các phần tử được liên kết lại với nhau nhằm duy trì một kết quả mong muốn bằng cách tác động vào giá trị của một biến nào đó trong hê thống. .1.2. Sơ đồ khối và hàm truyền đạt y Sơ đồ khối Mỗi phần tử trong hê thống nhận một tín vào từ một số bộ phận của hệ thống điều khiển và tạo nên một tín hiệu ra đưa vào những phần tử khác....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật điều khiển tự động _ Chương số 1 Ch 1: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản ệ g y ý © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-1 1.1. Giới thiệu Hệ thống điều khiển là một nhóm các phần tử được liên kết lại với nhau nhằm duy trì một kết quả mong muốn bằng cách tác động vào giá trị của một biến nào đó trong hê thống. Denis Papin’s water float regulator Papin s Wall s fly ball Wall’s fly-ball governor © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-2 1.2. Sơ đồ khối và hàm truyền đạt y Sơ đồ khối Mỗi phần tử trong hê thống nhận một tín vào từ một số bộ phận của hệ thống điều khiển và tạo nên một tín hiệu ra đưa vào những phần tử khác. © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-3 1.2. Sơ đồ khối và hàm truyền đạt y © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-4 1.2. Sơ đồ khối và hàm truyền đạt y Hàm truyền đạt y y(t) - là mối quan hệ toán học giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra của phần tử: TF = x(t) © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-5 1.3. Hệ thống điều khiển vòng hở g g Hệ thống điều khiển vòng hở là hệ thống mà trong đó tín hiệu điều khiển không có phụ thuộc vào bất kỳ tín hiệu nào từ quá trình. ấ © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-6 1.3. Hệ thống điều khiển vòng hở g g Thí dụ: hệ thống điều khiển vị trí anten - Vị trí ban đầu: 00 - Vị trí mong muốn: 300 - Động cơ: 10/giây (ở điện áp định mức) Để thực hiện chuyển động mong muốn, bộ điều khiển xuất ra một xung tín hiệu trong 30 giây. Nếu động cơ làm việc chính xác, vị trí anten sẽ dừng chính xác ở 300. © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-7 1.3. Hệ thống điều khiển vòng hở g g Thí dụ: xét một hệ thống hở như sau: Xác định tốc độ của vật khi động cơ được cấp 12 V: Velocity = 0.05 * 0.5 * 100 * 12 = 30 m/min © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-8 1.4. Hệ thống điều khiển vòng kín g g Hệ thống điều khiển vòng kín là hệ thống mà trong đó tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào sự sai lệch giữa tín hiệu mong muốn và tín hiệu phản hồi. ố ồ Ba thao tác chính của một hệ thống vòng kín - Đo lường: đo giá trị của biến được điều khiển - Ra quyết định: tính toán sai lệch và sử dụng giá trị sai lệch để ra quyết định điều khiển - Tác động: sử dụng giá trị điều khiển để tác động những biến khác trong quá trình theo hướng làm giảm giá trị sai lệch lệch. © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-9 1.4. Hệ thống điều khiển vòng kín g g • Điểm điều chỉnh, biến được điều khiển, biến được đo, và điểm sai lệch. ể ề ế ề ể ế ể • Quá trình: đại diện cho quá trình vật lý bị ảnh hưởng bởi cơ cấu tác động. © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-10 1.4. Hệ thống điều khiển vòng kín g g • Bộ cảm biến: thực hiện đo giá trị thực của biến được điều khiển, biến đổi thành một đại lượng có thể sử dụng được và phản hồi về bộ điểu khiển. • Bộ điều khiển (bao gồm cả bộ so sánh): thực hiện cơ chế điều khiển thích hợp nhằm làm giảm giá trị sai lệch lệch. • Cơ cấu tác động: biến đổi tín hiệu điều khiển thành tín hiệu tác động. © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-11 1.4. Hệ thống điều khiển vòng kín g g Thí dụ: hệ thống điều khiển vị trí anten - Vị trí ban đầu: 00 - Vị trí mong muốn: 300 (→ xd) - Động cơ: 10 /sec (ở điện áp định mức vs) - Cảm biến góc: 10V / 3600 (→ xa) Tín hiệu điều khiển vc được xác định tùy theo cơ chế điều khiển: vs xa ≠ xd vc = nếu 0 xa = xd vc = C(xd −xa) Vị trí anten được điều khiển chính xác hơn bất chấp độ ổn định của động cơ cũng như độ chính xác của bộ truyền cơ khí. khí © C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 1-12 1.4. Hệ thống điều khiển vòng kín g g Thí dụ: xét sơ đồ một hệ thống kín điều khiển vị trí bàn máy như sau: Khảo sát sự chuyển động của bàn máy khi bàn máy dịch chuyển từ vị trí 0.4 m (ban đầu) sang bên p g phải ở vị trí 0.64 m. Giả sử thời gian lấy mẫu (p ị g y (phản hồi) là 0.1 giây. ) g y © ...