Lý thuyết cơ sở điều khiển tự động (P5)

Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục - Thiết kế là toàn bộ các quá trình bổ xung các thiết bị phần cứng cũng như thuật toán phần mềm vào hệ cho trước để được hệ mới thỏa mãn yêu cầu về tính ổn định , độ chính xác , đáp ứng quá độ
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết cơ sở điều khiển tự động (P5) Moân hoïc LYÙ THUYEÁT ÑIEÀU KHIEÅN TÖÏ ÑOÄNG Giaûng vieân: Huyønh Thaùi Hoaøng Boä moân Ñieàu Khieån Töï Ñoäng Khoa Ñieän – Ñieän Töû Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP.HCM Email: hthoang@dee.hcmut.edu.vn10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 1 Chöông 5 THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN LIEÂN TUÏC10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 2 Noäi dung chöông 5 Khaùi nieäm AÛnh höôûng cuûa caùc khaâu hieäu chænh ñeán chaát löôïng cuûa heä thoáng Thieát keá heä thoáng duøng phöông phaùp QÑNS Thieát keá heä thoáng duøng phöông phaùp bieåu ñoà Bode Thieát keá heä thoáng duøng phöông phaùp phaân boá cöïc Thieát keá boä ñieàu khieån PID10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 3 Khaùi nieäm10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 4 Khaùi nieäm Thieát keá laø toaøn boä quaù trình boå sung caùc thieát bò phaàn cöùng cuõng nhö thuaät toaùn phaàn meàm vaøo heä cho tröôùc ñeå ñöôïc heä môùi thoûa maõn yeâu caàu veà tính oån ñònh, ñoä chính xaùc, ñaùp öùng quaù ñoä,…10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 5 Hieäu chænh noái tieáp Boä ñieàu khieån noái tieáp vôùi haøm truyeàn cuûa heä hôû. R(s) C(s) + − GC(s) G(s) Caùc boä ñieàu khieån: sôùm pha, treå pha, sôùm treå pha,P, PD, PI, PID,… Phöông phaùp thieát keá: QÑNS, bieåu ñoà Bode10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 6 Ñieàu khieån hoài tieáp traïng thaùi Taát caû caùc traïng thaùi cuûa heä thoáng ñöôïc phaûn hoài trôû veà ngoõ vaøo r(t) u(t) x(t) c(t) + − x (t ) = Ax (t ) + Bu (t ) & C K Boä ñieàu khieån: u (t ) = r (t ) − Kx (t ) K = [k1 k2 K kn ] Phöông phaùp thieát keá: phaân boá cöïc, LQR,…10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 7 AÛnh höôûng cuûa caùc khaâu hieäu chænh ñeán chaát löôïng cuûa heä thoáng10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 8 AÛnh höôûng cuûa cöïc Khi theâm 1 cöïc coù phaàn thöïc aâm vaøo haøm truyeàn heä hôû thì QÑNS cuûa heä kín coù xu höôùng tieán veà phía truïc aûo, heä thoáng seõ keùm oån ñònh hôn, ñoä döï tröõ bieân vaø ñoä döï tröõ pha giaûm, ñoä voït loá taêng. Im s Im s Im s Re s Re s Re s10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 9 AÛnh höôûng cuûa zero Khi theâm 1 zero coù phaàn thöïc aâm vaøo haøm truyeàn heä hôû thì QÑNS cuûa heä kín coù xu höôùng tieán xa truïc aûo, do ñoù heä thoáng seõ oån ñònh hôn, ñoä döï tröõ bieân vaø ñoä döï tröõ pha taêng, ñoä voït loá giaûm. Im s Im s Im s Re s Re s Re s10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 10 AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh sôùm pha Haøm truyeàn: 1 + αTsGC ( s ) = K C (α > 1) 1 + Ts Ñaëc tính taàn soá: 1 + αTjω GC ( jω ) = K C 1 + Tjω Chuù yù caùc giaù trò treân bieåu ñoà Bode −1  α − 1  ϕ max = sin   α + 1 1 ω max = T α L (ω max ) = 20 lg K C + 10 lg α Khaâu sôùm pha caûi thieän ñaùp öùng quaù ñoä (POT, tqñ,..)10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 11 AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh treå pha Haøm truyeàn: 1 + αTs GC ( s ) = K C (α < 1) 1 + Ts Ñaëc tính taàn soá: 1 + αTjω GC ( jω ) = K C 1 + Tjω Chuù yù caùc giaù trò treân bieåu ñoà Bode −1  α − 1  ϕ min = sin    α + 1 1 ωmin = T α L (ωmin ) = 20 lg K C + 10 lg α Khaâu treå pha laøm giaûm sai soá xaùc laäp.10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 12 AÛnh höôûng cuûa khaâu hieäu chænh sôùm treå pha Haøm truyeàn: GC ( s) = KC  1 + α1T1s   1 + α 2T2 s       ...