Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động

Dương Chính Cương BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ điều khiển lò để phát điện 11 Hình 1.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển tự động 12 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên tắc điều khiển theo sai lệch 12 Hình 1.4: Sơ đồ nguyên tắc điều khiển bù nhiễu 13 Hình 1.5: Sơ đồ nguyên tắc điều khiển hỗn hợp 13 Hình 2.1 : Sơ đồ hệ thống điều khiển tổng quát 19 Hình 2.2: Sơ đồ khâu khuếch đại tĩnh 19 Hình 2.3: Sơ đồ khâu khuếch đại tầng 20 Hình 2.4: Điện trở sơ đồ khối 40 Hình 2.5 : Điện cảm L sơ đồ khối 40 Hình 2.6: Tụ điện C sơ đồ khối 41 Hình 2.7: Sơ đồ phần tử mạch điện RLC mắc nối tiếp 42 Hình 2.8: Sơ đồ phần tử mạch điện RLC mắc song song 42 Hình 2.9: Sơ đồ biểu diễn lò xo 43 Hình 2.10: Sơ đồ biểu diễn giảm chấn dầu ép 44 44 Hình 2.11: Sơ đồ biểu diễn trọng khối 44 Hình 2.12: Sơ đồ biểu diễn thiết bị giảm chấn 45 Hình 2.13: Sơ đồ biểu diễn lực tác động lên trọng khối 45 Hình 2.14: Sơ đồ biểu diễn tương đương mạch khí mạch điện 47 Hình 2.15 : Biểu diễn phần tử khuếch đại thuật tốn 49 Hình 2.16 Sơ đồ hệ thống khuếch đại đảo 50 Hình 2.17: Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống điều khiển không gian trạng thái 53 Hình 2.18: Sơ đồ mạch RLC mắc hỗn hợp 54 Hình 2.19: Sơ đồ mạch RLC mắc nối tiếp 56 Hình 2.20: Sơ đồ mạch RLC mắc nối tiếp 58 Hình 2.22: Sơ đồ biểu diễn sơ đồ khối gian trạng thái 64 Hình 2.23: Sơ đồ khối hệ thốngError! Bookmark not defined Hình 2.24: Sơ đồ khối hệ thống nối tiếp 67 Hình 2.25: Hệ thống ghép nối tiếp 67 Hình 2.26: Sơ đồ khối hệ thống mắc song song 69 Hình 2.27: Sơ đồ khối hệ thống có phản hồi 69 Hình 2.28: a) Hệ thống phản hồi âm b) Hệ thống phản hồi dương c) Hàm truyền hệ thống có phản hồi……………………………70 Hình 2.29: Sơ đồ khối hệ thống phản hồi đơn vị 70 Hình 2.30 : Hình biến đổi sơ đồ khối 73 Hình 2.31: Rút gọn sơ đồ áp dụng quy tắc biến đổi 75 Hình 2.32: Hệ thống có phản hồi âm 75 Hình 2.33: Sơ đồ khối hệ thống phản hồi biết trước hệ số khuếch đại 76 Hình 2.34: Sơ đồ khối hệ thống phản hồi hệ số 77 khuếch đại K chưa biết Error! Bookmark not defined Hình 2.35: Một nút 78 Hình 2.36: Biểu diễn nhánh 79 Hình 2.37: Graph biểu diễn hệ thống nối tiếp 79 Hình 2.38: Graph biểu diễn hệ thống song song 79 Hình 2.39: Graph biểu diễn hệ thống có phản hồi 80 Hình 2.40: Sơ đồ minh hoạ quy tắc Masson 82 Hình 3.1: Đặc tính tần số biên độ pha 89 Hình 3.2 Biểu diễn khâu động học điển hình 90 Hình 3.3 Đặc tính thời gian khâu khơng qn tính 91 Hình 3.4: Đặc tính tần số khâu khơng qn tính 92 Hình 3.5: Đặc tính thời gian khâu quán tính bậc 92 Hình 3.6: Đặc tính tần số khâu qn tính bậc 93 Hình 3.7: Đặc tính thời gian khâu bậc hai 95 Hình 3.8: Đặc tính tần số khâu bậc hai 96 Hình 3.9: Đặc tính thời gian khâu tích phân 97 Hình 3.10: Đặc tính tần số khâu tích phân 98 Hình 3.11: Đặc tính thời gian khâu vi phân lý tưởng 99 Hình 3.12: Đặc tính tần số khâu vi phân lý tưởng 99 Hình 3.13 Đặc tính q độ đặc tính tần số khâu trễ 101 Hình 3.14 : Sơ đồ bố trí điểm cực điểm khơng Error! Bookmark not defined Hình 3.15: Hệ thống đối tượng làm ví dụ 103 Hình 3.16: Hệ tthống bậc phân bố điểm cực 104 Hình 3.17: Đáp ứng đầu hệ thống bậc với tín hiệu bậc thang đơn vị 105 Hình 3.18 : Đường đặc tính đáp ứng hệ thống bậc 107 Hình 3.19 : Các hệ thống bậc hai đáp ứng với tín hiệu bậc thang đơn vị 109 Hình 3.20: Đáp ứng bậc hai tạo nghiệm phức 111 Hình 3.21 : Đáp ứng bậc hai theo hệ số tắt dần 116 Hình 3.22: Đáp ứng bậc hai hệ thống tắt dần 117 Hình 4.1 : Hệ thống có hệ số khuếch đại K chưa biết 131 Hình 5.1: Các tín hiệu thử 135 Hình 5.2: Các dạng phản hồi 136 Hình 5.3: Hệ thống có sai số trạng thái xác lập với T(s) 138 Hình 5.4: Hệ thống khơng có tích phân 141 Hình 5.5: Hệ thống có tích phân 142 Hình 5.6: Hệ thống có tích phân 144 Hình 5.7: Hệ thống khơng có tích phân 148 Hình 5.8: Hệ thống khơng có tích phân 150 Hình 5.9: Hệ thống phản hồi âm có nhiễu tác động 151 Hình 5.10: Hệ thống phản hồi nhiễu 152 Hình 5.11: Hệ thống phản hồi âm có nhiễu tác độngvới đối tượng thực 153 Hình 5.12 : Hệ thống phản hồi đơn vị 154 Hình 5.13: Hệ thống phản hồi khơng phải đơn vị 154 Hình 5.14: Hệ thống phản hồi âm đơn vị có nhiễu tác động 156 Hình 5.15: Độ nhạy hệ kín 158 Hình 5.16: Độ nhạy SSE 159 Hình 6.1: Cấu trúc hệ thống điều khiển 161 Hình 6.2: Đặc tính q độ 163 Hình 6.3: Sơ đồ cấu trúc có hệ số khuếch đại K 164 Hình 6.4: Cấu trúc điều khiển có phản hồi đơn vị 165 Hình 7.1: Sơ đồ điều khiển phản hồi có sử dụng máy tính Error! Bookmark not defined Hình 7.2: Tín hiệu trích mẫu sử dụng máy tính số Error! Bookmark not defined Hình 7.3: Tín hiệu r(t) trích mẫuError! defined Bookmark not Hình 7.4: Tích dạng sóng theo thời gian tín hiệu trích mẫu Error! Bookmark not defined Hình 7.5: Tín hiệu r(t) trích mẫuError! defined Bookmark not Hình 7.6: Hệ thống tín hiệu trích mẫuError! defined Bookmark not Hình 7.7: Mặt phẳng phân bố ổn địnhError! defined Bookmark not Hình 7.8: Hệ thống điều khiển phản hồi trích mẫu Error! Bookmark not defined Hình 7.9: Sai số xác lập hệ điều khiển sốError! Bookmark not defined KÍ HIỆU u(t): Tín hiệu vào e(t): Sai lệch điều khiển x(t): Tín hiệu điều khiển biến trạng thái hệ thống y(t): Tín hiệu z(t): Tín hiệu phản hồi K: Hệ số khuếch đại T: Hằng số thời gian ξ: Độ suy giảm tín hiệu hay hệ số tắt dần A: Ma trận hệ thống B: Ma trận điều khiển hay mạ trận đầu vào C: Ma trận D: Ma trận vòng ฀(t): Hàm xung đơn vị 1(t): Tín hiệu bậc thang đơn vị g(t): Hàm độ xung h(t): Hàm độ s: Biến sử dụng biến đối Laplace z: Biển sử dụng biến đổi Z ωn: Đáp ứng tự Tp (Peak Time): Thời gian đỉnh %OS (Percent Overshoot): Độ điều chỉnh Tr (rise time): Thời gian tăng Ts (settling time): Thời gian xác lập 10 LỜI NĨI ĐẦU Mơn học Lý thuyết điều khiển tự động môn học quan trọng nhiều ngành kỹ thuật Tự động hóa, Điện khí hóa xí nghiệp, Kỹ thuật điện tử Để tích hợp, phân tích hệ điều khiển tự động người kỹ sư cần phải có kiến thức vững vàng Lý thuyết điều khiển Trong giáo trình này, chúng tơi cung cấp kiến thức cho người học Lý thuyết điều khiển bao gồm khái niệm hệ thống điều khiển tự động, mơ hình tốn học hệ thống điều khiển, ổn định hệ thống phương pháp giảm thiểu hệ thống đa cấp, đánh giá chất lượng hệ thống Các hệ thống xem xét giáo trình giới hạn hệ tuyến tính Các kiến thức thu nhận qua giáo trình tảng vững cho việc tiếp thu kiến thức phần Điều khiển nâng cao, bao gồm xem xét hệ phi tuyến, phân tán, phương pháp xem xét tính ổn định hệ phi tuyến Mặc dù nhóm tác giả cẩn thận việc biên soạn giáo trình chắn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận quan tâm đóng góp độc giả để giáo trình hồn thiện thêm Các đóng góp xin cuongtncdc@gmail.com Chúng xin chân thành cảm ơn gửi Nhóm tác giả 11 CHƯƠNG MƠ TẢ MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 1.1 Các khái niệm Để hiểu khái niệm hệ thống điều khiển tự động trước hết ta xem ví dụ sau: Van Van Van Tuốc bin LÒ HƠI O2 T P Khống chế Đo thơng số điện U, I Tín hiệu chủ đạo Hình 1.1: Sơ đồ điều khiển lò để phát điện Điều khiển tập hợp tất tác động có mục đích nhằm điều khiển trình hay trình theo quy luật hay chương trình cho trước Điều khiển học môn khoa học nghiên cứu nguyên tắc xây dựng hệ điều khiển Quá trình điều khiển điều chỉnh thực mà tham gia trực tiếp người, gọi q trình điều khiển điều chỉnh tự động 12 Tập hợp tất thiết bị mà nhờ q trình điều khiển thực gọi hệ thống điều khiển Tập hợp tất thiết bị kỹ thuật, đảm bảo điều khiển điều chỉnh tự động trình gọi hệ thống điều khiển điều chỉnh tự động (đôi gọi tắt hệ thống tự động – HTTĐ) 1.2 Các phần tử hệ thống điều khiển tự động Đối tượng điều khiển (Object), Thiết bị điều khiển (Controller), Thiết bị đo lường (Measuring device) - Sơ đồ tổng quát r(t) e(t) - C x(t) z(t) O y(t) M Hình 1.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển tự động Mọi hệ thống điều khiển tự động bao gồm phận bản: - Thiết bị điều khiển C (Controller) - Đối tượng điều khiển (Object) - Thiết bị đo lường (Measuring device) r(t) Tín hiệu vào hay cịn gọi tín hiệu đặt; e(t) Sai lệch điều khiển; x(t) Tín hiệu điều khiển; y(t) Tín hiệu ra; z(t) Tín hiệu phản hồi 1.3 Các nguyên tắc điều khiển Có nguyên tắc điều khiển bản: -Nguyên tắc điều khiển theo sai lệch (Hình 1.3) r(t) e(t) - z(t) C x(t) O y(t) M Hình 1.3: Sơ đồ nguyên tắc điều khiển theo sai lệch 13 R(s) Ea(s) G(s) C(s) R(s) E(s) C(s) H(s)-1 c) d) Hình 5.12 : Hệ thống phản hồi khơng phải đơn vị Hệ thống phản hồi đơn vị dùng để bù nhiễu cải thiện hoạt động hệ thống mơ hình vật lí hệ thống Mạch phản hồi hệ số khuếch đại tuý hệ thống động học Để tính sai số trạng thái xác lập hệ thống phản hồi đơn vị, ta biến đổi đưa hệ thống có mạch phản hồi đơn vị để tính Gọi Ea(s) tín hiệu thực tế đối tượng sai số thực tế E(s) = R(s) – C(s) Thực biến đổi sơ đồ sơ đồ 5.12d ta áp dụng cách tính hệ thống phản hồi đơn vị Ví dụ 5.9: cho hệ thống sau R(s) Ea(s) C(s) Hình 5.13: Hệ thống phản hồi khơng phải đơn vị Tìm số sai số tương ứng với loại hệ thống, sse tín hiệu đầu vào tín hiệu bậc thang đơn vị 155 Giải: - Chỉ hệ thống ổn định - Biến đổi hệ thống dạng 5.12d) Ta có G (s)  100 s ( s  10) H ( s)  s5 (5.64) Và (5.65) Tính hàm truyền có sai số thực tế Ge (s)  100 ( s  ) G (s) (5.66)   G ( s ) H ( s )  G ( s ) s  10 s  50 s  400 ) Hệ thống loại khơng có tích phân đơn hệ thống số tương ứng Kp K p  lim Ge ( s )  s 0 100  5   400 (5.67) SSE e(  )  1  1 Kp 1     4 (5.68) SSE nhận giá trị âm có nghĩa tín hiệu bậc thang đơn vị đầu lớn đầu vào Khi có nhiễu tác động vào hệ thống 156 D(s) R(s) E(s) Bộ điều khiển Đối tượng G1(s) G1(s) C(s) H(s) Hình 5.14: Hệ thống phản hồi âm đơn vị có nhiễu tác động SSE hệ thống e(∞) = r(∞) – c(∞) tính sau   G1 (s)G2 (s) e()  limsE(s)  lims1  R(s) s0 s0 G s G s H s ( ) ( ) ( )      G2 (s) D ( s )  lim  s0   G1 (s)G2 (s)H (s)  (5.69) Trong giới hạn R(s) = D(s) = 1/s công thức 6.69   limG1 ( s )G2 ( s) s 0 e()  lim sE ( s)  1   s 0   G1 ( s)G2 ( s) H ( s)  lim s 0  (5.70)    lim G2 ( s) s 0     lim G ( s ) G ( s ) H ( s )   s0   Để sai số khơng lim G1(s)G2 (s) s0 lim 1  G1(s)G2 (s) H (s) s0  lim G2 (s) s 0 lim 1  G1(s)G2 (s) H (s) 0 (5.71) s 0 157 Để thoả mãn 5.71 - Hệ thống ổn định - G1(s) hệ thống loại 1, G2(s) hệ thống loại H(s) hệ thống loại 1có hệ số khuếch đại đơn vị 5.7 Độ nhạy Mức độ thay đổi thông số hệ thống ảnh hưởng đến hàm truyền hệ thống hoạt động gọi độ nhạy Độ nhạy coi lý tưởng Ví dụ: ta có hàm truyền sau F K K a Nếu K = 10 a = 100thì F = 0.091 Nếu tăng a lên gấp lần a = 300 F = 0.032 Sự thay đổi thông số 300  100 2 100 Sự thay đổi hàm truyền có nghĩa thay đổi 200% 0.032  0.091  0.65 có nghĩa thay 0.091 đổi -65% Qua ta thấy độ nhạy hàm truyền giảm có thay đổi thông số a Vậy ta xem độ nhạy gì? Độ nhạy tỷ số phân thức thay đổi hàm truyền với phân thức thay đổi thông số phân thức thay đổi thông số tiến tới S F:P  lim P 0 158 F F  lim PF  P F P 0 P FP F P P (5.72) Độ nhạy hàm truyền hệ kín R(s) E(s) C(s) Hình 5.15: Độ nhạy hệ kín - Tính độ nhạy hệ kín Hàm truyền hệ kín T ( s)  K s  as  K (5.73) Độ nhạy ST :a  a T a  as  Ks      K T a    s  as  K  s  as  K    s  as  K  (5.74) Vậy tăng K làm giảm độ nhạy hàm truyền hệ kín thay đổi thơng số a Độ nhạy SSE với tín hiệu sườn dốc đầu vào SSE hệ thống e ( )  a  Kv K (5.75) Độ nhậy e(∞) thay đổi a là: S e:a  a e a 1    1 e a a  K  K (5.76) 159 Độ nhậy e(∞) thay đổi K là: S e:K  K e K a    1  e K a  K  K (5.77) Khi thay đổi thông số K a làm ảnh hưởng trực tiếp đến e(∞) Khơng có tăng lên hay giảm xuống độ nhạy, dấu âm thể e(∞) giảm mà K tăng Độ nhạy SSE với tín hiệu bậc thang đơn vị đầu vào Cho hệ thống sau R(s) E(s) C(s) Hình 5.16: Độ nhạy SSE SSE hệ thống loại e()  ab 1   1 Kp 1 K ab K ab (5.78) Độ nhậy e(∞) thay đổi a là:  ab  K b  ab2  K a e a    Se:a   e a  ab   ab  K   ab  K    ab  K  Độ nhậy e(∞) thay đổi K là: 160 (5.79) S e:K   ab  K e K K      e K  ab   ab  K   ab  K    ab  K  (5.80) Ta thấy độ nhạy có thay đổi thông số K a nhỏ a b dương Thực chất, phản hồi trường hợp làm giảm độ nhạy hệ thống có thay đổi hai thông số 161 CHƯƠNG TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 6.1 Khái niệm Tổng hợp hệ điều khiển trình chọn cấu trúc điều chỉnh xác định tham số hệ thống làm việc ổn định đáp ứng yêu cầu đặt Xét hệ thống điều khiển có cấu trúc hình 6.1 Hình 6.1: Cấu trúc hệ thống điều khiển Hàm truyền đối tượng Gp(s), giả thiết biết Hàm truyền đạt hệ kín là: Wk ( s )  GC ( s ).G p ( s )  GC ( s ).G p ( s ) Trong thực tế người ta cố gắng chọn cấu trúc điều khiển GC(s) cho hàm truyền hệ kín có dạng bậc hai sau: Wk ( s )  h (t )    t  ω02 s  2ζω0 s  ω02 1   hàm độ là: e 0 t cos 0   t     0    %  100.e t qd  162 1  % 4  ứng với vùng giới hạn a = 2% 0  Bảng %  0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 % 0,2 0,5 4,6 9,5 16,3 25,4 37,2 Trên sở yêu cầu độ điều chỉnh hệ thống, ta chọn , sau xác định tham số điều chỉnh 6.2 Chọn điều chỉnh 6.2.1 Phân loại điều chỉnh a Theo chức + Bộ điều chỉnh tỷ lệ P: W(s) = kP + Bộ điều chỉnh tích phân I: W(s) =1/Tis + Bộ điều chỉnh tỷ lệ tích phân PI: W(s) =kP + 1/Tis + Bộ điều chỉnh tỷ lệ vi phân PD: W(s) =kP + Tds + Bộ điều chỉnh tỷ lệ vi tích phân PID: W(s) =kP + 1/Tis + Tds b Theo cách ghép nối phần tử Theo cách nối ghép phần tử ta phân làm dạng: + Nối tiếp + Song song + Hỗn hợp PI nối tiếp: GC(s) = (T1s +1)/Tis PI song song: GC(s) = kP +1/Tis PI hỗn hợp: GC(s) = kp (1+1/Tis) c Theo chất vật lý Theo chất vật lý, điều chỉnh phân thành loại sau: 163 + Bộ điều chỉnh điện tử + Bộ điều chỉnh khí nén + Bộ điều chỉnh thuỷ lực + Bộ điều chỉnh hỗn hợp Bao gồm kết hợp điều chỉnh điện tử, khí nén thuỷ lực 6.2.2 Phương pháp Ziegler- Nichols a, Phương pháp Giả sử đối tượng có hàm độ hình 6.2 Tham số điều chỉnh chọn sau: Bộ điều khiển Hàm truyền KP Ti P KP T/ PI KP(1+1/Tis) 0,9T/ 3T/ PID KP(1+1/Tis +Tds) 1,2T/ 2T/ Td 0,5T/  Phương pháp sử dụng hiệu thoả mãn điều kiện: 01 < /T < 0,6 Hình 6.2: Đặc tính q độ 164 b, Phương pháp Cho hệ thống điều khiển có cấu trúc Hình 6.3 Thay đổi K điều chỉnh P cho hệ thống làm việc biên giới ổn định, K = kgh Tín hiệu y có dạng dao động với chu kỳ Tgh x - K y G(s) Hình 6.3: Sơ đồ cấu trúc có hệ số khuếch đại K Thơng số điều chỉnh PID xác định theo kgh Tgh sau: Ti Bộ điều chỉnh Hàm truyền KP P KP 0,5kgh PI KP(1+1/Tis) 0,45kgh 0,83Tgh PID KP(1+1/Tis +Tds) 0,6kgh 0,5Tgh Td 0,125Tgh 6.2.3 Tiêu chuẩn phẳng Giả thiết đối tượng có hàm truyền: G ( s )  k  sTb ns   sT j 1 j Tj số thời gian trội đối tượng, ns số số thời gian trội đối tượng, Tb tổng số thời gian bé đối tượng Sơ đồ hệ thống điều khiển có cấu trúc Hình 6.4 165 X(s) GC(s) G(s) Y(s) Hình 6.4: Cấu trúc điều khiển có phản hồi đơn vị Cấu trúc điều chỉnh chọn sau: G( s)  sTi nC  1  sTCj  j 1 Tham số điều chỉnh xác định theo điều kiện: nC = nS TCj = TJ Sau bù đủ, hệ hở có hàm truyền: Wh ( s)  Hàm truyền hệ kín: Wk (s)  Ta có: Wk2 ( j)  Wh (s)  1Wh (s) k sTi (1  sTb ) 1  sT(1sTb) 1 1 i Wh (s) k 1 Ti k  Ti    2Tb   k  Điều kiện để hệ tối ưu là: Wk ( jω)  Bỏ qua thành phần bậc cao , cho thành phần thứ không ta có: Ti/k = 2Tb, suy Ti =2kTb Cấu trúc tham số điều chỉnh xác định theo bảng 166 ns Bộ điều chỉnh Hàm truyền Tn PI (sTn+1)/sTi T1 PID (sTn+1)(sTV +1)/sTi T1 T2 PID2 (sTn+1)(sTV+1)(sTV2+1)/sTi T1 T2 TV TV2 Ti 2kTb 2kTb T3 2kTb Ví dụ 6.1: Cho đối tượng có hàm truyền đạt G (s)  10 ( 50 s  )( 10 s  )( , s  )( , 01 s  ) Thiết kế điều khiển theo tiêu chuẩn phẳng Tổng số thời gian bé là: Tb = 0,5 + 0,01 = 0,51 Các số thời gian trội đối tượng T1 = 50, T2 = 10 Vì đối tượng có hai số thời gian trội ta chọn cấu trúc điều khiển PID Các tham số xác định sau: Tn = T1 = 50 Tv = T2 = 10 Ti = 2*k*Tb = 2*10*0,51 = 10,2 6.2.4 Phương pháp tổng số thời gian (Kuhn) Cho đối tượng có hàm truyền: G( s )  k dt B( s)  τs e A( s) Trong đó: B(s)= (1+sTd1) (1+sTd2)…(1+sTdm) A(s) = (1+T1s) (1+T2s)…(1+Tns) 167 T  n m i 1 i 1  Ti  τ   Tdi Cấu trúc tham số điều chỉnh xác định theo bảng sau: Bộ điều chỉnh PI PID Hàm truyền kP Tn TV Ti kP(sTn+1)/sTi kP(sTn+1)(sTV+1)/sTi 0,5kdt 0,5kdt T/2 T/3 T/3 T/2 T/3 Ví dụ 6.2: Cho đối tượng có hàm truyền đạt sau: G(s)  10e2s (50s 1)(10s 1)(5s 1) Hằng số thời gian tổng T  50  10    67 kđt = 10 - Nếu ta chọn điều khiển có cấu trúc PI, tham số điều chỉnh xác định sau: Kp = 0,5kđt = 0,5*10 = Tn = T/3 = 67/2 = 33,5 TI = T/2 = 67/2 = 33,5 - Nếu ta chọn điều khiển có cấu trúc PID, tham số xác định sau: Kp = 0,5kđt = 0,5*10 = Tn = T/3 = 67/3 = 22,3 TV = T/3 = 67/3 = 22,3 TI = T/3 = 67/3 = 22,3 168 Trong thiết kế, ta cố gắng chọn cấu trúc điều chỉnh đơn giản tốt, ta chọn cấu trúc điều chỉnh PI, PI không đáp ứng yêu cầu đặt ta chọn cấu trúc PID 6.3 Điều khiển quan sát Cho hệ thống có mơ hình trạng thái sau: x  A x  Bu y  C x  Du Hệ thống gọi điều khiển tồn tín hiệu điều khiển u đưa hệ từ trạng thái ban đầu x(0) tới trạng thái x(T) khoảng thời gian hữu hạn T Hệ thống điều khiển ma trận P = [B AB A2B An-1B] có hạng n hay ma trận P không suy biến Hệ thống gọi quan sát biến trạng thái x(0) xác định biết u y thời gian hữu hạn < t < T Hệ thống quan sát ma trận Q = [CT ATCT (AT)n-1CT] có hạng n hay định thức Q khác không 169 ... (định luật) điều khiển (tức dạng tín hiệu điều khiển x(t) cấu điều khiển tạo ra), phân biệt điều khiển tỷ lệ (bộ điều khiển P), điều khiển tỷ lệ vi phân (bộ điều khiển PD), điều khiển vi phân... trình điều khiển trình làm việc, hệ thống tự chỉnh thích nghi với điều kiện bên thay đổi Lý thuyết hệ điều khiển tự chỉnh thích nghi trở thành nhánh phát triển quan trọng lý thuyết điều khiển tự động. .. thực gọi hệ thống điều khiển Tập hợp tất thiết bị kỹ thuật, đảm bảo điều khiển điều chỉnh tự động q trình gọi hệ thống điều khiển điều chỉnh tự động (đôi gọi tắt hệ thống tự động – HTTĐ) 1.2 Các