BÀI tập CHƯƠNG 2 môn thực tập điều khiển tự động hóa HTĐ CN xây dựng hàm truyền thể hiện mối liên hệ giữa điện áp ngõ vào và điện áp ngõ ra cho mạch điện trong hình 2 1

BÀI TẬP CHƯƠNG Môn : Thực tập điều khiển tự động hóa HTĐ-CN GVHD: Ngơ Thị Hồng Hương Họ tên sinh viên: Nguyễn Dương Quang Minh MSSV: 19142343 STT: 08 Nhóm lớp: 24 Bài 1: Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2.1 với thơng số linh kiện cho Bảng 2.1 Thực báo cáo kết xây dựng mơ hình qua nội dung sau: ‒ Xây dựng hàm truyền cho mạch ‒ Xây dựng mơ hình mơ cho mạch điện hàm truyền file Simulink ‒ Chứng minh tương thích mạch điện hàm truyền xây dựng Hình 2.1 Bảng 2.1 Thơng số tập STT R=R1 R2 (kOhm) (kOhm) 19 188 Bài làm C (uF) 281 Điện áp ngõ ra: uout =R i ( t ) →i ( t ) = u out (1) R Điện áp linh kiện: t uC =∫ i (t ) dt ; uR =R i ( t )=uout (2) C Điện áp ngõ vào theo linh kiện: t u¿ =uC +u R=∫ i (t ) dt + R i ( t ) (3) C Thay (1), (2) vào (3): t u¿ = ∫ u dt +uout RC out Biến đổi Laplace: U ¿ ( s) = U out (s) + U out (s) RC s Hàm truyền hệ thống: G ( s )= U out (s) RCs = = U ¿ (s) 1+ RCs +1 RCs Đặt T = RC → G ( s) = Ts 1+Ts 2.4.2 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2.2 với thông số linh kiện cho Bảng 2.1 Thực báo cáo kết xây dựng mơ hình qua nội dung sau: ‒ Xây dựng hàm truyền cho mạch ‒ Xây dựng mơ hình mơ cho mạch điện hàm truyền file Simulink ‒ Chứng minh tương thích mạch điện hàm truyền xây dựng Hình 2.2 Bảng 2.1 Thông số tập STT R=R1 R2 (kOhm) (kOhm) 19 188 Bài làm C (uF) 281 Điện áp chạy qua R2: v o=R2 i ( t ) →i ( t )= vo R2 Dòng điện chạy qua R1: i g 1= vi −v o v i v = − R1 R1 R Dòng điện chạy qua C: i c =C d (v ¿ ¿ i−v o ) d ( v i) d (v ) =C −C ¿ dt dt dt Theo định lý K1: i (t )=i R 1+ iC → d ( vo ) vo v i vo d(v ¿¿ i) = − +C −C ¿ R2 R R1 dt dt → vo vo d (v o ) v d (v ¿¿ i) + +C = +C ¿ R2 R1 dt R1 dt Biến đổi Laplace: V o (s) V o (s) V ( s) + + C s V ( s )= +C s V i ( s ) R2 R1 R1 Hàm truyền hệ thống: R1 + R2 C R1 R2 +C s +1 V o (s) R1 R2 R2 R 1+ R = = V i (s ) 1 R1 + R C R1 R2 + +C s +1 R2 R1 R 1+ R → G ( s) = V o (s) α T s +1 =K C V i ( s) T s +1 R2 Với K C= R + R ; T= C R R2 ; R1 + R2 α= R1 + R R2 2.4.3 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2.3 với thơng số linh kiện cho Bảng 2.1 Thực báo cáo kết xây dựng mơ hình qua nội dung sau: ‒ Xây dựng hàm truyền cho mạch ‒ Xây dựng mơ hình mơ cho mạch điện hàm truyền file Simulink ‒ Chứng minh tương thích mạch điện hàm truyền xây dựng Hình 2.3 STT R=R1 R2 (kOhm) (kOhm) 19 188 Bài làm C (uF) 281 Điện áp linh kiện: u R 1=R1 i ( t ) u R 2=R2 i ( t ) t uC =∫ i (t ) dt C Điện áp ngõ vào: t vi =R1 i (t ) + R2 i ( t ) +∫ V i ( s )=R1 I + R2 I + i(t ) dt C I C.s Điện áp vào: t v o=R2 i ( t )+∫ V ( s )=R2 I + i(t ) dt C I C.s Hàm truyền hệ thống: R2 ( R + R ) C s+1 V o (s) R2 C s+ R 1+ R 2 α T s +1 → G ( s) = = = = = V i ( s) I T s +1 ( R1+ R2 ) C s+1 ( R1 + R2 ) C s+1 R1 I + R2 I + C s R2 I + Với I C s T =C (R ¿ ¿ 1+ R2) ¿; α= R2 R1 + R 2.4.4 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2.4 với thông số linh kiện cho Bảng 2.1 Thực báo cáo kết xây dựng mô hình qua nội dung sau: ‒ Xây dựng hàm truyền cho mạch ‒ Xây dựng mơ hình mơ cho mạch điện hàm truyền file Simulink ‒ Chứng minh tương thích mạch điện hàm truyền xây dựng Hình 2.4 STT R=R1 R2 (kOhm) (kOhm) 19 188 Bài làm C (uF) 281 Dòng điện chạy vào opamp đủ nhỏ để bỏ qua Do đó: I c =0; I a=I b; V a =V out ; Dòng điện chạy qua Ia Ib bằng: I a= V out V = a R 1+ R R Mối quan hệ điện áp vào điện áp là: V ¿ =V a= R1 R 1+ R V out →V out = V¿ R1 + R R1 Hàm truyền hệ thống: → G ( s) = R + R2 R2 =1+ R1 R1 2.4.5 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2.5 với thông số linh kiện cho Bảng 2.1 Thực báo cáo kết xây dựng mô hình qua nội dung sau: ‒ Xây dựng hàm truyền cho mạch ‒ Xây dựng mơ hình mơ cho mạch điện hàm truyền file Simulink ‒ Chứng minh tương thích mạch điện hàm truyền xây dựng Hình 2.5 STT R=R1 R2 (kOhm) (kOhm) 19 188 Bài làm C (uF) 281 Với giả thuyết Opamp lý tưởng: I a=I b; V +¿=V −¿=0; ¿ ¿ Dòng điện Ia dc xác định: I a=V ¿ − −¿ V V −0 V = ¿ = ¿¿ R1 R1 R1 Phương trình dịng điện chạy vào tụ: t d Uc Ib I b=C →U c =∫ dt dt C Xét rơi áp đoạn R2C: −¿−V V R C =V out =I b R t 2+¿ ∫ Ib dt ¿ C ¿ t 0−V out = −V ¿ V R 2−∫ ¿ dt R1 R1 C Đổi dấu chuyển vế: t 0−V out = −V ¿ V R 2−∫ ¿ dt R1 R1 C t −V ¿ V V out = R2−∫ ¿ dt R1 R1 C ↔ V out (s )= −R2 V ( s) V ¿ (s)− ¿ R1 s R1 C ( ↔ V out ( s )= ) −R2 1 − V ¿ (s) R1 s R1 C Hàm truyền hệ thống: → G ( s) = −R 1 − =K p + K I R1 s R1 C s 2.4.6 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2.6 với thông số linh kiện cho Bảng 2.1 Thực báo cáo kết xây dựng mô hình qua nội dung sau: ‒ Xây dựng hàm truyền cho mạch ‒ Xây dựng mơ hình mơ cho mạch điện hàm truyền file Simulink ‒ Chứng minh tương thích mạch điện hàm truyền xây dựng Hình 2.6 STT R=R1 R2 (kOhm) (kOhm) 19 188 Bài làm C (uF) 281 Với giả thuyết Opamp lý tưởng: I a + I C =I b ; (1) V +¿=V −¿=0; ¿ ¿ Dòng điện thành phần: I a= V −¿−V −V ¿ = ¿ R1 R1 I b= V out −V −¿ V out = ¿ R2 R2 ¿ I C =C dU c =C d ¿ ¿ dt Thế dòng điện thành phần vào (1): V out −V ¿ −R2 dV¿ dV ¿ = −C ↔V out = V ¿ −R2 C R2 R1 dt R1 dt ↔ V out ( s )= −R −R V ¿ ( s )−R2 C s V ¿ ( s )=( −R C s) V ¿ ( s ) R1 R1 ↔ V out ( s )=(K p+ K D s ) V ¿ ( s ) Hàm truyền hệ thống: → G ( s ) =K p + K D s −R2 Với K p = R K D=−R C ... R R2 ; R1 + R2 α= R1 + R R2 2. 4.3 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2. 3 với thơng số linh kiện cho Bảng 2. 1 Thực báo cáo kết xây dựng. .. ( s) = Ts 1+ Ts 2. 4 .2 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình 2. 2 với thơng số linh kiện cho Bảng 2. 1 Thực báo cáo kết xây dựng mơ hình qua nội... s +1 ( R1 + R2 ) C s +1 R1 I + R2 I + C s R2 I + Với I C s T =C (R ¿ ¿ 1+ R2) ¿; α= R2 R1 + R 2. 4.4 Bài tập Xây dựng hàm truyền thể mối liên hệ điện áp ngõ vào điện áp ngõ cho mạch điện Hình