Báo Cáo Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Điều Khiển 2 Đề Tài Ổn Định Giảm Sóc Trên Xe Ô Tô Bằng Pi – Pd – Pid –Đặt Cực.docx

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢITRƯỜNGĐẠIHỌCGTVTTP HỒCHÍMINH KHOAĐIỆN–ĐIỆNTỬVIỄNTHÔNG BÁOCÁOBÀITẬPLỚNMÔNLÝTHUYẾTĐIỀUKHIỂN2ĐỀ TÀI ỔNĐỊNHGIẢMSÓC TRÊNXEÔTÔ BẰNGPI –PD –PID–ĐẶTCỰC GVBM Ths SVTH 1 TÂY LỚP TD15B MSSV[.]

BỘ GIAO THƠNG VẬN TẢITRƯỜNGĐẠIHỌCGTVTTP.HỒCHÍMINH KHOAĐIỆN–ĐIỆNTỬVIỄNTHƠNG BÁOCÁOBÀITẬPLỚNMƠNLÝTHUYẾTĐIỀUKHIỂN2ĐỀ TÀI:ỔNĐỊNHGIẢMSĨC TRÊNXTƠ BẰNGPI –PD –PID–ĐẶTCỰC GVBM.Ths: SVTH:1 TÂY LỚP TD15B MSSV: PHONG LỚP TD15B MSSV: LỚP TD15B MSSV: ĐÁNHGIÁ–NHẬN XÉT BáocáoBTLLýThuyếtĐiềuKhiển KhoaĐiện–ĐiệnTửViễnThông Trang1 PHỤLỤC CHƯƠNG1:PHÂNTÍCHLỰCVÀTÌMHÀMTRUYỀNCỦAHỆTHỐ NG 1.1 Phântíchlực 1.2 Tìmhàmtruyền củahệthống CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN, XÉT TÍNH ỔN ĐỊNHCỦAHỆ THỐNG 2.1 Thiếtkếbộđiềukhiển 2.1.1 Thànhlậphệphươngtrìnhtrạngtháimơtảhệthống 2.1.2 Chọnthơngsốchobộđiềukhiển 2.2 Xéttinhổnđịnhvàtimđápứngcủahệthống 2.2.1 Phươngtrìnhđặctrưngcủahệthống 2.2.2 Xéttinhổnđịnhcủahệthống 2.3 Đápứnghệthống 2.3.1 Đápứngvịnghở 2.3.2 Đápứngvịngkín CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNGPHƯƠNGPHÁP VẼQUỸĐẠONGHIỆMSỐVÀBIỂUĐỒBODE 3.1 ThiếtkếhệthốngtheophươngphápvẽQuỹđạonghiệmsố 3.1.1 Vẽquỹđạonghiệm sốtheophươngphápcổđiển 3.1.2 Thựchiệnvẽquỹđạonghiệm trênphầnmềmMatlab 3.1.3 NhậnxétgiữavẽtayvàdùngphầnmềmMatlab 3.2 ThiếtkếhệthốngbằngcáchvẽBiểuđồBodetrênMatlab 3.3 ThiếtkếhệthốngbằngcáchvẽBiểuđồNyquisttrênMatlab CHƯƠNG4:THIẾTKẾHỆTHỐNGBẰNGPHƯƠNGPHÁ PPID 4.1 PhươngphápZiegler-Nichols(ZieglerNicholerTuningMethod) 4.2 TìmKCvàCtheophươngphápquỹđạonghiệmsố 4.3 Điềukhiển hệthốngbằngbộđiều khiểntỉlệKhâuP 4.3.1 ThiếtkếgiaodiệntrênSimulink 4.3.2Nhậnxét 4.4 BộđiềukhiểnPI 4.4.1 ThiếtkếtrênSimulink 4.4.2Nhậnxét 4.4.3.ĐiềuchỉnhKPvàKI 4.5 BộđiềukhiểnPD 4.5.1ThiếtkếtrênSimulink 4.6 BộđiềukhiểnPID 4.6.1 ThiếtkếtrênSimulink 4.6.2 Nhậnxét CHƯƠNG5:THIẾTKẾHỆ THỐNGBẰNGPHƯƠNGPHÁPKHƠNGGIAN BIẾN TRẠNGTHÁI 5.1 Xéttính điều khiểnvàquansátcủahệthống 5.1.1 Xéttínhđiềukhiểnđược 5.1.2 Xéttính quansátđược 5.2 Thiếtkếhệthốngbằngphươngphápkhơnggiantrạng thái 5.2.1 Xácđịnhcặpcực phứcvàcặpcựcthực 5.2.2 Tìmmatrận K 5.2.3 Thiếtkếhệthống bằngphươngphápđặtcực CHƯƠNG1:PHÂNTÍCHLỰCVÀTÌMHÀMTRUYỀNCỦAHỆTHỐNG 1.1 Phântíchlực Hình1.1.Hệthốngchốngxócxe máytheophươngngang  Trongđó: + “u” làtốc độcủaxeđẩy làtínhiệuđầuvào + “y” làtốcđộ củaxeđẩy nằmtrênlàtínhiệungõra + M:làkhốilượngcủaxe + B:hằng sốnhớt + K:làđộ cứngcủalịxo  Phântíchlực: + TheođịnhluậtIINewton: + Trongđó lựcFbaogồm lựcnén củaxilanh,vàlựcnéncủalịxo Fbaogồm: Trongđó: k:làđộ cứngcủalịxo x:làkhoảngcáchbịnén v:làvậntốcnéncủaxilanh b: hệ số cản nhớt xi lanh.Fxl:làlựcnéncủaxilanh + Từđó tacó: 1.2 Tìmhàmtruyềncủahệthống  Tacó:  Saukhichuyển đổi(1),tađược:  Chuyển vếphươngtrìnhtrởthành: (1.1)  LấyLaplacehaivế,tađược: (1.2)  Hàmtruyềncủahệ thống: (1.3) CHƯƠNG2:THIẾTKẾBỘĐIỀUKHIỂN,xéttinhổnđịnhvàtimđáp ứngcủahệthống 2.1 Thiếtkếbộđiềukhiển 2.1.1 Thành lập hệ phương trình trạng thái mơ tả hệthống  Phươngtrìnhmơtảhệ thống: + T(1.2),tacphngtrỡnhtuyn tớnhmụththng: my(ăt)+by(t)+ky(t)=bu(t)+ku(t) + Chia2vphngtrỡnhtrờnchom,tac: y(t) u(t) b k y(ăt)+ y(t)+ m = m b u(t)+ k m (2.1) m + Gis: + Thỡ phngtrỡnh (4) trthnh:a 0y (ă t)+ a 1y˙(t)+a 2y(t)=b 0u˙(t)+b 1u(t) x1=y(t) { + Đặt: x2=x˙1 −β1u=y ˙(t)−β1u + Trongđó:  Hệphươngtrìnhtrạng tháimơtả hệthống:  ][ ] [ ] x (t) β xx˙˙12(t (t) 0−a −a x t) + β12 u(t) 2( = ) [ ][ + Thaycácthơngsố củahệvào phươngtrìnhtrạng thái, tađược: [ ] x˙1(t) =¿ x˙2(t) (2.2) + Đáp ứngcủa hệthống: (2.3) 2.1.2 Chọnthôngsốchobộđiềukhiển  Dựavàocácsốliệuthực tế,tachọn: + m =200 kg + b=500N/m/s + k=1000 N/m  Thaycácsố liệutrênvàohàmtruyền (1.2),tađược: Y(S) G(s)= U(s)= Rútgọnhàmtruyền,tađược: 500s+1000 200s 2+5000s+1000 (2.4)  Thaycácsốliệutrên vàophươngtrìnhtrạngthái(2.2),tađược: [] x˙ 1(t) =¿ x˙ 2(t) [ ] x˙ 1(t) Đơngiảnhơn: x˙ 2(t) = (2.3) -Đápứngcủahệ thống: 2.2 Xéttính ổnđịnhvàtìmđápứngcủahệthống 2.2.1 Phươngtrìnhđặctrưngcủahệthống Tacó: ThayG(s)vàophươngtrìnhtrởthành: Quyđồngvà khửmẫu, tađược: Rútgọn,tasuyraphươngtrìnhđặctrưng củahệthống: (3.1) 2.2.2 Xéttính ổnđịnhcủahệthống  Điềukiện ổnđịnhtheo tiêuchuẩnRouth TacóbảngRouthchohệthốngnhưsau: α=0,2 s2 10 s1 0 s 10− 1.0 =10  Vìt ấ t c ả c c p h ầ n t c ộ t b ả n g R o u t h đ ề u d n g n ê n t ấ t c ả c c n g h i ệ m c ủ a phươngtrình đặc tínhđều nằm bêntrái mặt phẳngphức.Do hệthống ổn định 2.3 Đápứnghệthống 2.3.1 Đápứngvònghở  Sơđồ khối vòng hở: Dolàvịng hởnên đáp ứnghệthống cũngchínhlà: (3.2)  BiểudiễnđápứngvịnghởtrênMatlab: + NhậpcácthơngsốvàotronggiaodiệncủaMatlab: >>num=[510]; >>den=[2510]; >>hamtruyen=tf(num,den); >>step(hamtruyen) + Tađượckết quả: %dapungbuocvongho ... 2. 2 Xéttinhổnđịnhvàtimđápứngcủahệthống 2. 2.1 Phươngtrìnhđặctrưngcủahệthống 2. 2 .2 Xéttinhổnđịnhcủahệthống 2. 3 Đápứnghệthống 2. 3.1 Đápứngvịnghở 2. 3 .2 Đápứngvịngkín CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU... Phântíchlực 1 .2 Tìmhàmtruyền củahệthống CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN, XÉT TÍNH ỔN ĐỊNHCỦAHỆ THỐNG 2. 1 Thiếtkếbộđiềukhiển 2. 1.1 Thànhlậphệphươngtrìnhtrạngtháimơtảhệthống 2. 1 .2 Chọnthơngsốchobộđiềukhiển... PhươngphápZiegler-Nichols(ZieglerNicholerTuningMethod) 4 .2 TìmKCvàCtheophươngphápquỹđạonghiệmsố 4.3 Điềukhiển hệthốngbằngb? ?điều khiểntỉlệKhâuP 4.3.1 ThiếtkếgiaodiệntrênSimulink 4.3.2Nhậnxét 4.4 BộđiềukhiểnPI 4.4.1 ThiếtkếtrênSimulink 4.4.2Nhậnxét