(TIỂU LUẬN) bài báo cáo CON lắc đơn môn lý THUYẾT điều KHIỂN tự ĐỘNG 2

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - R BÀI BÁO CÁO CON LĂC ĐƠN MÔN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN ĐƯC ANH MINH Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 10 Nguyễn Phước Dũng (Nhom trưởng) Trần Hữu Thắng THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - R BÀI BÁO CÁO CON LĂC ĐƠN MÔN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN ĐƯC ANH MINH Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 10 Nguyễn Phước Dũng (Nhom trưởng) Trần Hữu Thắng THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 MỤC LỤC YÊU CẦẦ̀U GIỚI THIỆU ĐỀ BÀI .1 XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN ĐỐI TƯỢNG PHÂN TÍCH TÍNH ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG Phương pháp : Sử dụng tiêu chuẩn Routh – Hurwitz mởở̉ rộng Phương pháp : Sử dụng tiêu chuẩn Jury ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MÔ PHỎNG HÊ THÔNG TRÊN MATLAB/SIMULINK 10 SO SÁNH CHẤT LƯỢNG TRƯỚC VA SAU KHI THIẾT KẾ 12 TAI LIÊU THAM KHẢO 12 10 BẢNG ĐANH GIA THANH VIÊN 13 Lí thuyết điều khiển tự đông Nhom thực hiện: Nhom 10 U CẦẦ̀U - Tìm hiểở̉u mơ hình hàm truyềề̀n đối tượng G( s) - Phân tíí́ch tíí́nh ổn định đánh giá chất lượng hệệ̣ thống D ( z ) =1 - Thiếí́t kếí́ điềề̀u khiểở̉n D( z ): PID - Mô hệệ̣ thống Matlab/Simulink vớí́i D( z) vừa thiếí́t kếí́ - So sánh chất lượng hệệ̣ thống giữữ̃a trướí́c sau thiếí́t kếí́ D( z ) GIỚI THIỆU ĐỀ BÀI Con lắí́c đơn: Sơ đồ khối hệệ̣ thống điềề̀u khiểở̉n rời rạc: Cho phương trình hàm truyềề̀n G( s): G (s )= Cho phương trình hàm truyềề̀n G( s): Page of 13 Lí thuyết điều khiển tự đơng G (s )= Khi biếí́t giá trị m = 0.35, l = 1.2, B = 0.4, g = 9.81 điềề̀u khiểở̉n D( z ) PID Theo hình minh họa, tíí́n hiệệ̣u vào tác động lên lắí́c đơn momen điệệ̣n − π T e (t )và tíí́n hiệệ̣u lắí́c đơn dao động khoảng 10 ≤θ ≤ π 10 Thông số thiếí́t kếí́: Khối lượng vật nặng: m = 0.35 [kg] Chiềề̀u dài dây: l =1.2 [m] Gia tốc trọng trườề̀ng: g = 9.81 [m/s2] Hệệ̣ số cản: B = 0.4 Mơ hình hàm truyền hệ thống liên tục: G (s )= Biểu diễn mơ hình hàm truyền matlab: Page of 13 Lí thuyết điều khiển tự đông Nhom thực hiện: Nhom 10 Mơ hình khơng gian trạng thái hệ thơng liên tục: d y=[1 0] [xx˙] Trong đó: A¿ [ ] −8.175 −0.794 B= [1.9840] C=[1 0] D=0 Biểu diễn mơ hình khơng gian trạng thái matlab: Page of 13 Lí thuyết điều khiển tự đông Nhom thực hiện: Nhom 10 Dùng lệệ̣nh step MATLAB đểở̉ tạệ̣o kiểở̉m tra đáp ứng hệệ̣ thống vịng hởở̉ vớí́i tíí́n hiệệ̣u vào hàm bướí́c đơn vị Thời gian độ (setting time):9.17(s) Độ vọt lố (overshoot):64.4% Thời gian lên (rise time):0.407(s) Thời gian xác lập:2% Mơ hình khơng gian trạng thái hệ thông rời rạc: Page of 13 Lí thuyết điều khiển tự đơng Nhom thực hiện: Nhom 10 Tín hiệu hệ thống rời rạc phản hồi âm đơn vị âm đơn vị Biểu diễn matlab XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN ĐỐI TƯỢNG Biếí́t giá trịm ,l ,B vàg nên hàm truyềề̀n G( s): G (s )= Cho D ( z )=H (s )=1 ,T =0.1 s nên hàm truyềề̀n tương đương hệệ̣ rờề̀i rạệ̣cGk ( z ): Trong đó: GH ( z )=Z {GZOH (s )G (s )}=Z ¿ (1−z Page of 13 { Lí thuyết điều khiển tự đông Nhom thực hiện: Nhom 10 Do Gk ( z ) ¿ 0.009598 z +0.009347 z2−1.846 z+0.9237 0.009598 z+ 0.00934 1+ PHÂN TÍCH TÍNH ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG Phương pháp : Sử dụng tiêu chuẩn Routh – Hurwitz mở rộng Khi D ( z )=H (s )=1 , phương trình đặc tíí́nh có dạệ̣ng: 1+GH ( z )=0 z2−1.836 z +0.933=0 (1) w +1 Đổi biếí́n z= w − , ta có phương trình đặc tíí́nh là: w +1 (w − w +1 ) −1.836 w − +0.933=0 ≪=≫(1+w )2−1.836 (1+ w) (w−1)+0.933 (1−w )2=0 ≪=≫0.097 w2+ 0.134 w+3.769=0 (2) Bảng Routh w2 w1 w0 Do tất hệệ̣ số ởở̉ cột bảng Routh: dương nên (2) ổn định Vì thếí́, hệệ̣ (1) ổn định Phương pháp : Sử dụng tiêu chuẩn Jury ∆ ( z)=z2−1.836 z +0.933 Hang ∆ (1)=1-1.836+0.933=0.097 > 0: thỏa Page of 13 z2−1.846 z +0.9237 Lí thuyết điều khiển tự đông ∆ Nhom thực hiện: Nhom 10 (−1)=1+1.836+0.933=3.769 > 0: thỏa vớí́i n=2 |a0|=1>|a2|=0.933: thỏa Thỏa mãn nhữữ̃ng điềề̀u kiệệ̣n trên, thếí́ hệệ̣ ổn định ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG Phương trình đặc tíí́nh:z2−1.836 z+0.933=0 r =√(0.918)2+ 0.32=0.966 θ=tan ω n= T √(ln r )2+θ2= Thời gian lên (rise time): t r= Thời gian đỉnh (peak time): Độ vọt lố (peak overshoot): Thời gian xác lập (setting time): 1 √( ln0.966)2 +0.3152=3.169 (rad/s) Page of 13 Lí thuyết điều khiển tự đông Page of 13 Nhom thực hiện: Nhom 10 Lí thuyết điều khiển tự đông Page of 13 Nhom thực hiện: Nhom 10 Lí thuyết điều khiển tự đông Page 10 of 13 Nhom thực hiện: Nhom 10 Lí thuyết điều khiển tự đông Page 11 of 13 Nhom thực hiện: Nhom 10 Lí thuyết điều khiển tự đông Page 12 of 13 Nhom thực hiện: Nhom 10 Lí thuyết điều khiển tự đông Nhom thực hiện: Nhom 10 THE END - Page 13 of 13 ...TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - R BÀI BÁO CÁO CON LĂC ĐƠN MÔN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN... 0.35, l = 1 .2, B = 0.4, g = 9.81 điềề̀u khiểở̉n D( z ) PID Theo hình minh họa, tíí́n hiệệ̣u vào tác động lên lắí́c đơn momen điệệ̣n − π T e (t )và tíí́n hiệệ̣u lắí́c đơn dao động khoảng... ổn định ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG Phương trình đặc tíí́nh:z2−1.836 z+0.933=0 r =√(0.918 )2+ 0. 32= 0.966 θ=tan ω n= T √(ln r )2+ ? ?2= Thời gian lên (rise time): t r= Thời gian đỉnh (peak time):