BÀI tập lớn CHUYÊN đề 1 đề tài hệ nâng vật trong từ trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN’ THÔNG BÀI TẬP LỚN CHUYÊN ĐỀ Đề tài: Hệ nâng vật từ trường Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Chính Nhóm thực hiện: 19 Thành viên báo cáo: Nguyễn Duy Anh Trần Việt Anh TP Hồ Chí Minh, tháng 10/2021 CHƯƠNG 1: MƠ HÌNH TỐN CỦA HỆ NÂNG VẬT TRONG TỪ TRƯỜNG 1.1: Tìm mơ hình tốn: Hình _ Trong mơ hình nâng vật từ trường, điện áp u ngõ vào đối tượng, thay đổi để kiểm soát lực điện từ Fe dùng để nâng hạ viên bi khoảng h so với nam châm điện Vị trí h viên bi nam châm điện ngõ đối tượng điều khiển Áp dụng định luật Newton ta có : F = Ffì-F|: =mg-c| 7kh/ Trong :F= ma dh Ta có : —— = I' dv lìl — = ỈHg -c ( —)■ Suy ra: Ọ&.=Ug_cỉ^- M => ' '■ :(1) ■■■■ Ta có cơng thức dịng điện theo hình 1: „(,)=mWlí,ííín (2) Từ (1), (2) suy ra: Mơ hình tốn học hệ thống: Thông số thực tế: Khối lượng viên bi m=0.1kg Gia tốc trọng trường g=9.8- '• Dịng điện qua cuộn dây (A) Điện áp cung cấp(V) Hằng số lực từ C = ■}■■■ 11 Điện cảm L=100*10A(-3)H Điện trở R=10L J >■(/] = r _Xét thông số : ' •1 ■ = _Thế y(t) i(t) vào Đạo hàm vế trái : ■ f'-' _Laplace vế ta có : ->s2y(ĩ) = 2ũy(s) i 2bĩ(s) ms2Yịs)-2aY(s) = 2bĩ(s) y(sX*2-2=2£/(s) o y(jX?-2g) = 2./i 5f5-_ ZL R -í-> 0(5) = —— = — -——-—-—t/(í) (Z i /ỈỊ(r -2a) Trong : g= ^z:8;i°7i2=0.048 2*>ym 2*10*0.1 I2C*i„ h= "=- 2*4.8*10 ’*2 / - = 19.2 Ũ.ữl2*0J Thế a b vào G(s), ta có: Hàm truyền G(s): , y(ĩ) 2Ờ 2*19.2 38.4 6[.s-} = — = — = Ị —7 -= 7— -ư(ĩ) (Zi + /ĩXs -2fl) (100*10 +IO)ự:-2ftŨ.O48) 10.1G-0,%9 Mô simulink: Ta có: y(j) 2h 2*19.2 38.4 ơ(s) = ——— = -— -= : -—— -= — ư(í) (ZL+R)(s2-2ữ) (100* I ũ’3+IŨ)(X-2 * 0.048) IO.lX-0.909 Suy o r(s)(lũ ls2-0.9â9) = 38.4 10.1X0-0.909X0 = 38.4X0 XO-Ũ.Ũ%XO = 3.8X0 Phương trình trạng thái có dạng: '.> lank(N) ans = Vì rank N =2 nên hệ thống quan sát Thiết kế điều khiển kinh điển PID Ta đặt yêu cầu: Độ vọt lố