BÁO cáo THỰC HÀNH lý THUYẾT điều KHIỂN HIỆN đại

MỤC LỤC BÀI 1 KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA CÁC KHÂU PHI TUYẾN CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP MẶT PHẲNG PHA 1 Cơ sở lý thuyết Hệ điều khiển tự động phi tuyến là hệ điều khiển tự động được mô tả bởi các phương trình to.

MỤC LỤC BÀI 1: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA CÁC KHÂU PHI TUYẾN CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP MẶT PHẲNG PHA Cơ sở lý thuyết Hệ điều khiển tự động phi tuyến hệ điều khiển tự động mơ tả phương trình tốn học phi tuyến Hệ điều khiển tự động phi tuyến tồn hình thức: - Các khâu phi tuyến có sẵn hệ thống điều khiển tự động; - Các khâu phi tuyến người thiết kế đưa vào nhằm mục đích đạt chế độ hay chất lượng mong muốn (fuzzy, mạng nơron); Các khâu phi tuyến thực tế thường xuất dạng khâu phi tuyến không qn tính, mơ tả phương trình sau: y(t) = F[x(t)] Các khâu điển hình: -Khâu rơle hai vị trí -Khâu rơle hai vị trí có trễ -Khâu rơle ba vị trí -Khâu rơle ba vị trí có trễ -Khâu khuếch đại bão hịa -Khâu có khe hở Sử dụng công cụ matlab simulink để khảo sát quỹ đạo pha hệ thống tuyến tinh bậc có sơ đồ sau: Khảo sát quỹ đạo pha hệ thống phi tuyến bậc có sơ đồ sau: BÀI 2: KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ DAO ĐỘNG TRONG HỆ PHI TUYẾN Cơ sỡ lý thuyết: Xét hệ phi tuyến mô tả phương trình trạng thái: Một điểm trạng thái xe gọi điểm cân hệ trạng thái e x khơng có tác động từ bên ngồi thị hệ năm ngun Điểm cân phải nghiệm phương trình: Sử dụng matlab Simulink để xây dựng mơ hình hệ lắc: Cho hệ lắc (hình 2.1) mơ tả phương trình vi phân: đó: m - khối lượng lắc; l - chiều dài lắc; B - hệ số ma sát; g - gia tốc trọng trường Mô trạng thái hệ phi tuyến điểm cân bằng: Cho giá trị ban đầu x=0 Thiết lập thông số BÀI 3: KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ DAO ĐỘNG TRONG HỆ PHI TUYẾN Xây dựng mơ hình phi tuyến: Các khối phi tuyến: 10 Mô hệ nâng bi từ trường: 13 14 BÀI 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN HỒI TIẾP TUYẾN TÍNH HĨA Thiết kế điều khiển hồi tiếp tuyến tính hóa cho hệ lắc đơn: - Bước 1: tính đạo hàm tín hiệu ra: - Bước 2: viết biểu thức điều khiển hồi tiếp tuyến tính hóa Thay (2) vào (1), ta hệ phi tuyến tính: - Bước 3: viết biểu thức điều khiển bám - Bước 4: tính thơng số điều khiển bám Thay (4) vào (3), ta đặng tính động học sai số: 15 - Bước 5: thiết kế lọc tín hiệu vào, Chọn lọc thơng thấp bậc để tín hiệu Yd(t) khả vi bị chặn đến đạo hàm bậc Hàm truyền lọc là: Mô khối hồi tiếp tuyến tính hóa: 16 17 - Mô khối điều khiển bám: - Mô hệ điều khiển tuyến tính hóa: 18 Thiết kế điều khiển hồi tiếp tuyến tính hóa cho hệ nâng bi từ trường: 19 BÀI 5: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CUỐN CHIẾU (BACKSTEPPING) Thiết kế điều khiển backtepping cho đối tượng tuyến tính: Xét đội tượng tuyến tính mơ tả phương trình vi phân: Yêu cầu: thiết kế điều khiển backtepping để điều khiển ổn định đối tượng - Bước 1:coi biến trạng thái x2 điều khiển ảo cho biến x1.tìm điều khiển � = �2 = -2�1; � = �2 - � = �2 + 2�1 �1 = �1 + � �- = � + 2� - 2�1 - Bước 2: viết hàm điều khiển lyapunov hệ thống ban đầu: - Bước 3: chọn hệ điều khiển cho hệ ban đầu: 20 21 22 23 Thiết kế điều khiển backstepping cho đối tượng phi tuyến tính: Xét hệ phi tuyến mơ tả hệ phương trình vi phân: Yêu cầu: thiết kế điều khiển backtepping để điều khiển ổn định đối tượng Bước 1: coi biến trạng thái x2 điều khiển ảo điều khiển biến x1 Bước 2: coi biến trạng x2 điều khiển ảo biến Z2 24 Viết hàm điều khiển lyapunov hệ thống thứ Bước 3: mục tiêu điều khiển biến X3 hoạt động với điều khiển V2 Viết hàm điều khiển lyapunov ban đầu Chọn điều khiển làm hệ thống ban đầu ổn định 25 26 KẾT LUẬN Qua học phần thực hành lý thuyết điều khiển đại này, giúp em biết đặc tính khâu phi tuyến phương pháp mặt phẳng pha, biết thiết kế điều khiển hồi tiếp tuyến tính hóa, thiết kế điều khiển chiếu (BACKSTEPPING)…Từ biết thêm kiến thức nghành tự động hóa, qua biết áp dụng vào thực tiễn 27 ... thái x2 điều khiển ảo điều khiển biến x1 Bước 2: coi biến trạng x2 điều khiển ảo biến Z2 24 Viết hàm điều khiển lyapunov hệ thống thứ Bước 3: mục tiêu điều khiển biến X3 hoạt động với điều khiển. .. động với điều khiển V2 Viết hàm điều khiển lyapunov ban đầu Chọn điều khiển làm hệ thống ban đầu ổn định 25 26 KẾT LUẬN Qua học phần thực hành lý thuyết điều khiển đại này, giúp em biết đặc tính... lý thuyết Hệ điều khiển tự động phi tuyến hệ điều khiển tự động mô tả phương trình tốn học phi tuyến Hệ điều khiển tự động phi tuyến tồn hình thức: - Các khâu phi tuyến có sẵn hệ thống điều khiển