1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Tài liệu Lý thuyết điều khiển tự động Chương 7 pptx

87 457 4

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 87
Dung lượng 773,98 KB

Nội dung

15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 1 LY LY Ù Ù THUYE THUYE Á Á T T Đ Đ IE IE À À U KHIE U KHIE Å Å N T N T Ự Ự Đ Đ O O Ä Ä NG NG Giảng viên: TS. Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại học Bách Khoa TP.HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www2.hcmut.edu.vn/~hthoang/ Môn ho Môn ho ï ï c c 15 December 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 2 PHAÂN T PHAÂN T Í Í CH VA CH VA Ø Ø THIE THIE Á Á T KE T KE Á Á HE HE Ä Ä THO THO Á Á NG NG Ñ Ñ IE IE À À U KHIE U KHIE Å Å N RÔ N RÔ Ø Ø I RA I RA Ï Ï C C Ch Ch ö ö ông 7 ông 7 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 3 ỉ Đánh giátính ổn đònh ỉ Chất lượng của hệ rời rạc ỉ Thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc No No ä ä i dung ch i dung ch ư ư ơng 7 ơng 7 15 December 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 4 Ñ Ñ a a ù ù nh gia nh gia ù ù t t í í nh o nh o å å n n ñ ñ ònh ònh 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 5 Đ Đ ie ie à à u kie u kie ä ä n o n o å å n n đ đ ònh cu ònh cu û û a he a he ä ä rơ rơ ø ø i ra i ra ï ï c c ỉ Hệ thống ổn đònh BIBO (Bounded Input Bounded Output) nếu tín hiệu vào bò chặn thì tín hiệu ra bò chặn. Ts e z = Re s Im s Miền ổn đònh Miền ổn đònh của hệ liên tục là nữa trái mặt phẳng s {} 0Re <s Re z Im z Miền ổn đònh 1 Miền ổn đònh của hệ rời rạc là vùng nằm trong vòng tròn đơn vò 1|| < z 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 6 Ph Ph ư ư ơng tr ơng tr ì ì nh nh đ đ a a ë ë c tr c tr ư ư ng cu ng cu û û a he a he ä ä rơ rơ ø ø i ra i ra ï ï c c G C (z) C(s) + − T G(s) H(s) ZOH R(s) ỉ Hệ thống điều khiển rời rạc mô tả bởi sơ đồ khối: ⇒ Phương trình đặc trưng: 0)()(1 = + zGHzG C ỉ Hệ thống điều khiển rời rạc mô tả bởi PTTT:    = +=+ )()( )()()1( kkc krkk d dd xC B x A x ⇒ Phương trình đặc trưng: 0)det( = − d z A I 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 7 Ph Ph ư ư ơng pha ơng pha ù ù p p đ đ a a ù ù nh gia nh gia ù ù t t í í nh o nh o å å n n đ đ ònh cu ònh cu û û a he a he ä ä rơ rơ ø ø i ra i ra ï ï c c ỉ Tiêu chuẩn ổn đònh đại số Ø Tiêu chuẩn Routh – Hurwitz mở rộng Ø Tiêu chuẩn Jury ỉ Phương pháp quỹ đạo nghiệm số 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 8 Tiêu chua Tiêu chua å å n Routh n Routh – – Hurwitz mơ Hurwitz mơ û û ro ro ä ä ng ng Re z Im z Miền ổn đònh 1 Miền ổn đònh: trong vòng tròn đơn vò của mặt phẳng Z Re w Im w Miền ổn đònh Miền ổn đònh: nữa trái mặt phẳng W ỉ PTĐT của hệ rời rạc: 0 1 1 10 =++++ − − nn nn azazaza L ỉ Tiêu chuẩn Routh – Hurwitz mở rộng: đổi biến z → w, sau đó áp dụng tiêu chuẩn Routh – Hurwitz cho PTĐT theo biến w. 1 1 − + = w w z 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 9 Th Th í í du du ï ï xe xe ù ù t o t o å å n n đ đ ònh du ònh du ø ø ng tiêu chua ng tiêu chua å å n Routh n Routh – – Hurwitz mơ Hurwitz mơ û û ro ro ä ä ng ng ỉ Đánh giá tính ổn đònh của hệ thống: 3 3 )( + = − s e sG s C(s) + − G(s) ZOH R(s) 5.0 = T H(s) 1 1 )( + = s sH Biết rằng: ỉ Giải: Phương trình đặc trưng của hệ thống: 0)(1 = + z G H 15 December 2006 â H. T. Hong - éHBK TPHCM 10 Th Th ớ ớ du du ù ù xe xe ự ự t o t o ồ ồ n n ủ ủ ũnh du ũnh du ứ ứ ng tieõu chua ng tieõu chua ồ ồ n Routh n Routh Hurwitz mụ Hurwitz mụ ỷ ỷ ro ro ọ ọ ng ng = s sHsG zzGH )()( )1()( 1 Z ))()(1( )( )1(3 5.015.03 21 ìì + = ezezz BAzz zz )( )1()1( )( )1()1( ))()(1( )( ))(( 1 abab ebeeae B abab eaeb A ezezz BAzz bsass aTbTbTaT bTaT bTaT = = + = ++ Z ++ = )1)(3( 3 )1( 1 sss e z s Z )1( 1 )( )3( 3 )( + = + = s sH s e sG s 0346.0 )31(3 )1()1(3 0673.0 )31(3 )1(3)1( 5.035.05.05.03 5.05.03 = = = = ìì ì eeee B ee A )607.0)(223.0( 104.0202.0 )( 2 + = zzz z zGH [...]... December 2006 (0.021K 1.6 07) (a jb) (0.018K (0.021K 1.6 07) a 0.6 07) 0 j (0.021K 1.6 07) b (0.018 K 0.6 07) (0.021K 1.6 07) a (0.018K 0.6 07) j (0.021K 2 1.6 07) bK 0 1.6 07) z (0.018K z (0.021 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 0 0 0.6 07) 0 23 Thí dụ vẽ QĐNS hệ rời rạc ỉ Kết hợp với điều kiện a2 + b2 =1, ta được hệ phương trình: a 2 b 2 (0.021K 1.6 07) a (0.018K j 2ab j (0.021K 1.6 07) b 0 a 2 b2 1 ỉ 0.6 07) 0 Giải hệ phương trình... 1 ỉ 0.6 07) 0 Giải hệ phương trình trên, ta được 4 giao điểm là: khi z 1 z 1 z 0. 574 2 khi j 0.81 87 khi K gh 15 December 2006 K 0 K 1 071 K 21.83 21.83 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 24 Thí dụ vẽ QĐNS hệ rời rạc Im z 0. 574 2+j0.81 87 +j 2.506 3 0 .79 2 Re z 2 0 0.6 07 1 0.8 57 j 15 December 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM +1 0. 574 2 j0.81 87 25 Chất lượng của hệ rời rạc ng 15 December 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 26 Đáp... ( z 1)( z 0.6 07) ỉ Phương trình đặc trưng: 1 K ỉ Cực: ỉ Zero: z1 p1 1 15 December 2006 p2 0.8 57 a Z0.6 07 s 2 ( s a) 0.021z 0.018 ( z 1)( z 0.6 07) 0 z (aT 1 e aT ) z (1 e aT aTe a ( z 1) 2 ( z e aT ) © H T Hồng - ÐHBK TPHCM aT 20 ) Thí dụ vẽ QĐNS hệ rời rạc ỉ Tiệm cận: (2l 1) n m (2l 1) 2 1 zero [1 0.6 07] ( 0.8 57) cực OA 2.464 OA 2 1 n m ỉ Điểm tách nhập: z 2 1.6 07 z 0.6 07 ( z 1)( z 0.6 07) (PTĐT) K 0.021z... dz 15 December 2006 0 z1 z2 2.506 0 .79 2 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 21 Thí dụ vẽ QĐNS hệ rời rạc Giao điểm của QĐNS với vòng tròn đơn vò: (PTĐT) ( z 1)( z 0.6 07) K (0.021z 0.018) ỉ z2 (0.021K 1.6 07) z (0.018K 0 0.6 07) 0 (*) Cách 1: Dùng tiêu chuẩn Routh – Hurwitz mở rộng: w 1 , (*) trở thành: Đổi biến z w 1 2 w 1 w 1 (0.021K 1.6 07) (0.018K 0.6 07) 0 w 1 w 1 0.039 Kw2 (0 .78 6 0.036 K ) w (3.214 0.003K ) 0 Theo... 0.003K ) 0 Theo hệ quả của tiêu chuẩn Hurwitz, điều kiện ổn đònh là: K 0 K 0 0 .78 6 0.036 K 0 K 21.83 K gh 21.83 3.214 0.003K 0 K 1 071 15 December 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 22 Thí dụ vẽ QĐNS hệ rời rạc Thay giá trò Kgh = 21.83 vào phương trình (*), ta được: z 2 1.1485 z 1 0 z 0. 574 2 j 0.81 87 Vậy giao điểm của QĐNS với vòng tròn đơn vò là: z 0. 574 2 j 0.81 87 Cách 2: Thay z = a + jb vào phương trình (*)... cột 1 của bảng Routh đều dương 0.611w4 1 .79 w3 15 December 2006 6.624 w2 5. 378 w 1.5 97 0 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 12 Tiêu chuẩn Jury ỉ Xét tính ổn đònh của hệ rời rạc có PTĐT: a0 z n ỉ a1 z n an 1 z an 0 Bảng Jury: gồm có (2n+1) hàng Ø Hàng 1 là các hệ số của PTĐT theo thứ tự chỉ số tăng dần Ø Hàng chẳn (bất kỳ) gồm các hệ số của hàng lẻ trước đó viết theo thứ tự ngược lại Ø Hàng lẽ thứ i = 2k+1 (k 1)... mở rộng ng ng Phương trình đặc trưng: 1 GH ( z ) 0 0.202 z 0.104 1 2 z ( z 0.223)( z 0.6 07) z 4 0.83 z 3 0.135 z 2 ỉ Đổi biến: w 1 w 1 z 4 0.202 z 0.104 0 w 1 w 1 w 1 0.83 w 1 0.611w4 1 .79 w3 15 December 2006 0 3 w 1 0.135 w 1 2 w 1 0.202 w 1 0.104 0 0.202 z 0.104 GH ( z ) 2 2 z1.(5 97 0.223)( z 0.6 07) z 6.624 w 5. 378 w 0 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 11 Thí dụ xét ổn đònh dùng tiêu chuẩn Routh – Hurwitz mở rộng... vò: r (k ) 1, k Điều kiện đầu: c( 1) 0 c( 2) 0 Thay vào biểu thức đệ qui tính c(k): c(k ) 0; 0.0420; 0.1418; 0.2662; 0.3909; 0.5003; 0.5860; 0.6459; 0.68 17; 0.6 975 ; 0.6985; 0.6898; 0. 676 0; 0.6606; 0.6461; 0.6341; 0.6251; 0.6191; c(k ) 1.518c(k 1) 0.643c(k 15 December 2006 2) 0.042r (k 1) 0.036r (k © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 2) 35 Chất lượng của hệ rời rạc Thí dụ 1 ng c Step Response 0 .7 0.6 Amplitude... 0.042 z 0.036 ( z 0.819)( z 0 .74 1) b(1 e A B 15 December 2006 3 0.1 ae aT aT ) z ( Az B) ( z 1)( z e aT )( z e ) a (1 e ab(b a ) (1 e bT bT ) ) be bT (1 e ab(b a) © H T Hồng - ÐHBK TPHCM bT aT ) 32 ) Chất lượng của hệ rời rạc Thí dụ 1 ng c G( z) Gk ( z ) 1 G( z) G( z) 0.042 z 0.036 ( z 0.819)( z 0 .74 1) 0.042 z 0.036 ( z 0.819)( z 0 .74 1) 0.042 z 0.036 1 ( z 0.819)( z 0 .74 1) Gk ( z ) 0.042 z 0.036 z... December 2006 lim e(k ) lim(1 z 1 ) E ( z ) k z 1 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 30 Chất lượng của hệ rời rạc Thí dụ 1 ng c R(s) + T 0.1 ZOH G(s) C(s) G(s) 10 ( s 2)( s 3) 1 Tính hàm truyền kín của hệ thống điều khiển trên 2 Tính đáp ứng của hệ đối với tín hiệu vào là hàm nấc đơn vò 3 Đánh giá chất lượng của hệ thống: độ vọt lố, thời gian quá độ, sai số xác lập ỉ Giải: 1 Hàm truyền kín của hệ thống: 15 December . T N T Ự Ự Đ Đ O O Ä Ä NG NG Giảng viên: TS. Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại học Bách Khoa TP.HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage:. RA Ï Ï C C Ch Ch ö ö ông 7 ông 7 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 3 ỉ Đánh giátính ổn đònh ỉ Chất lượng của hệ rời rạc ỉ Thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc No No ä ä i

Ngày đăng: 25/01/2014, 12:20

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w