Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO THỰC HÀNH HỌC PHẦN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÃ HỌC PHẦN 13434 Sinh viên PHẠM VĂN Ba Mã sinh viên 89472[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO THỰC HÀNH HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÃ HỌC PHẦN: 13434 Sinh viên: PHẠM VĂN Ba Mã sinh viên: 89472 Nhóm:lý thuyết điều khiển tự động N01 TH1 Giảng viên: LÊ THỊ THANH TÂM MỤC LỤC BÀI 1: TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MÔ HÌNH HÀM TRUYỀN ĐẠT .2 I.Cơ sở lí thuyết Khái niệm hàm truyền đạt 2 Tạo lập hàm hàm truyền đạt MATLAB II Nội Dung Thực Hành 4.1 Tạo lập hàm truyền đạt hệ điều khiển liên tục tuyến tính Matlab 4.2 Tìm hàm truyền đạt hệ điều khiển tự động liên tục tuyến tính bao gồm nhiều khối ghép nối với Matlab (bai12a) BÀI 2: KHẢO SÁT TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I Cơ Sở Lý Thuyết Hàm đặc tính tần số Đặc tính thời gian II Nội Dung Thực Hành 4.1 Vẽ đặc tính tần số hệ điều khiển tự động .6 Bài 3: KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 15 I: Cơ sở lý thuyết 15 II: Nội dung thực hành 15 Bài 4: Đánh giá trình độ hệ điều khiển tự động 29 I: Cơ sở lí thuyết 29 II: Nội dung thực hanh 29 Bài 5:Tổng hợp khảo sát điều khiển PID 33 I: Cơ sở lí thuyết: 33 II: Nội dung thực hành: (bai51) 33 BÀI 1: TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MƠ HÌNH HÀM TRUYỀN ĐẠT I.Cơ sở lí thuyết Khái niệm hàm truyền đạt - Hàm truyền đạt tỷ số ảnh Laplace tín hiệu ảnh Laplace tín hiệu vào với điều kiện ban đầu - Kí hiệu: G(s) - Cơng thức tổng qt: m m−1 Y (s ) b m s + bm−1 s + + b1 s+ b0 G(s)¿ U (s )= a s n+ a s n−1+ + a s+ a n n−1 -Đây dạng hợp thức hàm truyền đạt Là phân thức có tử mẫu đa thức biến s (m≤n) Tạo lập hàm hàm truyền đạt MATLAB m m−1 n n−1 bm s +b m−1 s G(s)= a n s +a n−1 s + +b1 s +b + +a1 s +a0 Num=[b b … b m ¿ Den=[a a … a n ¿ Hàm truyền đạt hệ: Sử dụng lệnh G(s)= sys=tf(num,den) k ( s−z ) …( s−z m) ( s− p1 ) …(s− pn ) P=[ p1 p … pn ¿ Z=[ z z … z n ¿ K=const Hàm truyền đạt hệ: Sử dụng lệnh sys=zpk(Z,P,k) • Nếu hàm truyền đạt ghép nối tiếp nhau, sử dụng lệnh: sys=series(sys1,sys2) • Nếu có hàm ghép nối tiếp, sử dụng lệnh: sys=sys1*sys2*….*sysn • Nếu hàm truyền đạt ghép song song, sử dụng lệnh: sys=parallel(sys1,sys2) • Nếu hàm truyền đạt ghép nối phản hồi âm, sử dụng lệnh: sys=feedback(sys1,sys2) Phản hồi âm đơn vị: sys2=1 Nếu hàm truyền đạt ghép nối phản hồi dương , sử dụng lệnh: sys=feedback(sys1,-sys2) Phản hồi dương đơn vị: sys2=-1) II Nội Dung Thực Hành 4.1 Tạo lập hàm truyền đạt hệ điều khiển liên tục tuyến tính Matlab (bai11) a) sys1=tf([1 -3 1],[4 -1]) Transfer function: s^3 - s^2 + s - s^4 - s^3 + s^2 - s + b) sys2=zpk([],[-2 -4],[5]); Zero/pole/gain: (s+2) (s+4) 4.2 Tìm hàm truyền đạt hệ điều khiển tự động liên tục tuyến tính bao gồm nhiều khối ghép nối với Matlab (bai12a) a) sys1=tf([1 -2],[3 1 -1]); sys2=tf([1 1],[1 -3]); sys3=tf([1 -3],[1 -2 2]); sys4=tf([2 -1],[3 2]); sys12=series(sys1,sys2); sys123=parallel(sys12,sys3); sys=feedback(sys123,sys4) Transfer function: s^6 - 42 s^5 + 25 s^4 + 50 s^3 + 59 s^2 - s - 26 -9 s^7 - 30 s^6 - s^5 + 46 s^4 - 22 s^3 + s^2 – 53 s + 25 b)(bai12b) sys1=tf([1],[1 0]); sys2=tf([1],[1 1]); sys3=tf([1],[1 2]); sys4=tf([1],[1 0]); sys5=tf([2],[1 1]); sys234=sys2*sys3*sys4; sys2345=feedback(sys234,-sys5); sys12345=series(sys1,sys2345); sys6=feedback(sys12345,1/sys4); sys=feedback(sys6,1) Transfer function: s+1 s^5 + s^4 + s^3 + s^2 + c)(bai12c) sys1=tf([1],[1 0]); sys2=tf([1],[1 1]); sys3=tf([1],[1 2]); sys4=tf([1],[1 0]); sys5=tf([2],[1 1]); sys6=tf([1 1],[1 -5]); sys23=series(sys2,sys3); sys235=feedback(sys23,-sys5); sys1235=series(sys1,sys235); sys7=series(sys6,1/sys3); sys8=feedback(sys1235,sys7); sys84=series(sys8,sys4); sys=feedback(sys84,1) Transfer function: s^2 - s - s^6 - s^5 - 14 s^4 - 21 s^3 + s^2 - s - 5 BÀI 2: KHẢO SÁT TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I Cơ Sở Lý Thuyết Hàm đặc tính tần số - Ý nghĩa: Dùng để miêu tả quan hệ vào hệ liên tục tuyến tính tín hiệu vào hàm điều hòa - Định nghĩa: Hàm đặc tính tần số kí hiệu G(jω)-được đĩnh nghĩa công thức: G(jω)= A(ω ¿ e jφ ( ω)=P(ω ¿+ jQ ¿) Trong đó: A – Biên độ hàm Đặc tính tần số e – Pha hàm đặc tính tần số 1.1.Đặc tính tần số Logarit (Biểu đồ Bode) - Bản chất Đặc tính tần số Logarit khảo sát riêng rẽ thay đổi biên độ pha theo tần số bao gồm đặc tính khác - Câu lệnh: Bode(sys) 1.2.Đặc tính tần số biên-pha (Biểu đồ Nyquist) - Đặc tính tần số biên-pha đường cong mà hàm G(jω) vẽ lên mặt phẳng phức tần số ω thay đổi liên tục từ 0->+∞ - Trong trường hợp ω: -∞ -> +∞ G(jω) thay đổi thành nửa đối xứng qua trục hoành - Câu lệnh: Nyquist(sys) Đặc tính thời gian - Định nghĩa: Là đặc tính khảo sát thay đổi tín theo thời gian 2.1 Đáp ứng xung (Hàm trọng lượng) - Là đáp ứng tín hiệu vào xung Dirac - Câu lệnh: impulse(sys) 2.2 Đáp ứng bước (Hàm độ) - Là đáp ứng tín hiệu vào tín hiệu bâc thang -Câu lệnh: step(sys) +Nhận xét: hệ tọa độ muốn vẽ nhiều đường đặc tính ta dùng lệnh “hold on” VD: bode(sys1) Hold on Bode(sys2) II Nội Dung Thực Hành 4.1 Vẽ đặc tính tần số hệ điều khiển tự động a)(bai21a) sys1=tf([1],[0.2 1]); sys2=tf([1],[0.3 1]); bode(sys1) hold on bode(sys2) Ta thấy k không đổi, T thay đổi biên độ pha thay đổi T có giá trị nhỏ có biên độ pha lớn b)(bai21b) sys1=tf([1],[0.2 1]); sys2=tf([2],[0.2 1]); bode(sys1) hold on bode(sys2) Ta thấy T không đổi, k thay đổi biên độ thay đổi cịn pha khơng thay đổi k nhỏ biên độ nhỏ c)(bai21c) sys1=tf([1],[0.2 1]); sys2=tf([1],[0.3 1]); nyquist(sys1) hold on nyquist(sys2) ... BÀI 1: TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MƠ HÌNH HÀM TRUYỀN ĐẠT .2 I.Cơ sở lí thuyết Khái niệm hàm truyền đạt 2 Tạo lập hàm hàm truyền đạt MATLAB II Nội Dung Thực Hành 4 .1 Tạo. .. (bai 51) 33 BÀI 1: TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MƠ HÌNH HÀM TRUYỀN ĐẠT I.Cơ sở lí thuyết Khái niệm hàm truyền đạt - Hàm truyền đạt tỷ số ảnh Laplace tín hiệu ảnh Laplace tín hiệu vào với điều. .. vị: sys2 =1 Nếu hàm truyền đạt ghép nối phản hồi dương , sử dụng lệnh: sys=feedback(sys1,-sys2) Phản hồi dương đơn vị: sys2= -1) II Nội Dung Thực Hành 4 .1 Tạo lập hàm truyền đạt hệ điều khiển liên