Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động bài 7 ths đỗ tú anh

an th ng du o Giảm bậc mơ hình co ng c om Lý thuyết ðiều khiển tự ñộng cu u Các khâu ñộng học ThS ðỗ Tú Anh Bộ mơn ðiều khiển tự động Khoa ðiện, Trường ðHBK HN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-1 c om Các hệ thống bậc cao ng ðáp ứng bước nhảy • ðáp ứng bước nhảy hệ thống bậc cao nhận ñược từ du o ng th an co việc phân tích ảnh Laplace chúng thành phân thức tối giản cu u k0, k1, k2, … hệ số, chế độ hay ñáp ứng sở Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-2 Các hệ thống bậc cao c om ðáp ứng bước nhảy (tiếp) ng • ðáp ứng tổng tổng có trọng lượng đáp ứng sở an co • Một số ñáp ứng sở tương ñối nhanh tắt dần nhanh chóng, cịn lại đáp ứng sở chậm hơn, “trội” ảnh hưởng phần lớn ñến ñáp ứng toàn hệ thống du o ng th • Các hệ thống xấp xỉ thành hệ bậc một, hệ bậc hai cách loại bỏ ñi thành phần ñáp ứng suy giảm nhanh cu u Các tiêu chất lượng • Các tiêu chất lượng thời gian tăng, ñộ ñiều chỉnh, thời gian xác lập áp dụng cho hệ thống bậc cao • Việc thiết kế vùng mặt phẳng phức s áp dụng cho hệ bậc cao tất ñiểm cực phải nằm miền cho phép Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-3 Giảm bậc mơ hình c om Mục đích • ðơn giản hóa việc mơ tả phân tích hệ thống co ng • Làm cho tốn thiết kế ñiều khiển trở nên dễ dàng điều khiển tạo có cấu trúc đơn giản th an • Làm giảm tính tốn phức tạp việc phân tích thiết kế hệ thống ñiểm cực G(s) cu u ñó du o Hệ ban ñầu ng Phương pháp ñiểm cực “trội” (dominant pole) Các ñiểm cực gần trục ảo có ảnh hưởng đến đáp ứng hệ thống ngược lại Phương pháp ñưa mơ hình giảm bậc dựa điểm cực “trội” Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-4 số dương co Ở ñây nằm gần trục ảo tiến tới nhanh cu u du o Do ng th an Ta có ng ụ Xét hệ thống với tín hiệu vào u(t)=1(t) d Ví c om Giảm bậc mơ hình Mơ hình giảm bậc Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-5 7) Khâu trễ: cu u du o ng th an co ng c om Các khâu ñộng học G ( s) = e − sτ Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-6 th an co Kẻ tiếp tuyến với h(t) điểm gọi góc ñường tiếp tuyến α ng c om Khâu quán tính bậc (PT1) du o ng Ngồi u Cách xác ñịnh tham số k, T từ ñồ thị hàm q độ cu • Hồnh độ đường tiệm cận với h(t) t→∞ giá trị k • Kẻ đường tiếp tuyến với h(t) t=0 • Hồnh ñộ ñiểm A ñường tiếp tuyến mà có tung độ k tham số T cần tìm Lý thuyết ðKTð Bộ mơn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-7 ng c om Khâu tích phân -quán tính bậc (IT1) du o ng th an co ðường tiệm cận u Cách xác ñịnh tham số k, T từ đồ thị hàm q độ cu • Hồnh độ đường tiệm cận với h(t) t→∞ giá trị k • Kẻ đường tiếp tuyến với h(t) t=0 • Hồnh độ điểm A ñường tiếp tuyến mà ñó có tung ñộ Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-8 co ng c om Khâu tích phân -quán tính bậc n (ITn) du o ng th an ðường tiệm cận cu u Cách xác ñịnh tham số k, T từ đồ thị hàm q độ • Hồnh độ đường tiệm cận với h(t) t→∞ giá trị k • Kẻ ñường tiếp tuyến với h(t) t=0 • Hồnh độ điểm A đường tiếp tuyến mà có tung độ Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-9 cu u du o ng th an co ng c om Khâu quán tính bậc (PT2) quán tính bậc n (PTn) Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-10 cu u du o ng th an co ng c om Khâu bù Lead/Lag Hàm ñộ khâu Lead Lý thuyết ðKTð Hàm ñộ khâu Lag Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-11 Khâu bù Lead/Lag (tiếp) c om Phương trình đường tiếp tuyến ng ñó ng th an co ðường tiệm cận t → ∞ du o Cách xác ñịnh tham số k, T từ đồ thị hàm q độ cu u • Hồnh độ đường tiệm cận với h(t) t→∞ giá trị k • Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-12 cu u du o ng th an co ng c om Khâu dao ñộng bậc hai (8.1) Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-13 co ng c om Khâu dao ñộng bậc hai (tiếp) du o ng th an (8.2) cu • u Cách xác định tham số k, T từ đồ thị hàm q độ (8.2) • (8.1) • Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-14 Khâu trễ an co Xấp xỉ hàm truyền ñạt khâu giữ trễ hàm truyền ñạt thực- hữu tỷ ng c om τ - thời gian trễ du o ng th (8.3) cu u • Xấp xỉ thành khâu PTn • Cơng thức xấp xỉ Padé (8.4) (8.4) (8.3) Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... giảm bậc Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-5 7) Khâu trễ: cu u du o ng th an co ng c om Các khâu ñộng học G ( s) = e − sτ Lý thuyết ðKTð... tung độ Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-9 cu u du o ng th an co ng c om Khâu quán tính bậc (PT2) quán tính bậc n (PTn) Lý thuyết ðKTð... h(t) t→∞ giá trị k • Lý thuyết ðKTð Bộ môn ðKTð-Khoa ðiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8-12 cu u du o ng th an co ng c om Khâu dao ñộng bậc hai (8.1) Lý thuyết ðKTð Bộ môn