Mình xin chia sẻ với các bạn file tài liệu BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN. Với đề tài: Ổn Định Giảm Sóc Trên Xe Oto Bằng Phương Pháp PID Mình tin rằng file này có thể giúp các bạn thuận lợi trong việc làm báo cáo, cũng như tham khảo để thuyết trình với thầy cô.
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI: ỔN ĐỊNH GIẢM SĨC TRÊN XE Ơ TÔ BẰNG PI – PD – PID –ĐẶT CỰC GVBM Ths: SVTH: TÂY LỚP TD15B MSSV : PHONG LỚP TD15B MSSV : LỚP TD15B MSSV : ĐÁNH GIÁ – NHẬN XÉT Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông PHỤ LỤC CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH LỰC VÀ TÌM HÀM TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG 1.1 Phân tích lực 1.2 Tìm hàm truyền hệ thống CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN, XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG 2.1 Thiết kế điều khiển 2.1.1 Thành lập hệ phương trình trạng thái mơ tả hệ thống 2.1.2 Chọn thông số cho điều khiển 2.2 Xét tính ổn định tìm đáp ứng hệ thống 2.2.1 Phương trình đặc trưng hệ thống 2.2.2 Xét tính ổn định hệ thống 2.3 Đáp ứng hệ thống 2.3.1 Đáp ứng vòng hở 2.3.2 Đáp ứng vịng kín CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VẼ QUỸ ĐẠO NGHIỆM SỐ VÀ BIỂU ĐỒ BODE 3.1 Thiết kế hệ thống theo phương pháp vẽ Quỹ đạo nghiệm số 3.1.1 Vẽ quỹ đạo nghiệm số theo phương pháp cổ điển 3.1.2 Thực vẽ quỹ đạo nghiệm phần mềm Matlab 3.1.3 Nhận xét vẽ tay dùng phần mềm Matlab Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông 3.2 Thiết kế hệ thống cách vẽ Biểu đồ Bode Matlab 3.3 Thiết kế hệ thống cách vẽ Biểu đồ Nyquist Matlab CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PID 4.1 Phương pháp Ziegler-Nichols (Ziegler Nicholer Tuning Method) 4.2 Tìm KC C theo phương pháp quỹ đạo nghiệm số 4.3 Điều khiển hệ thống điều khiển tỉ lệ Khâu P 4.3.1 Thiết kế giao diện Simulink 4.3.2 Nhận xét 4.4 Bộ điều khiển PI 4.4.1 Thiết kế Simulink 4.4.2 Nhận xét 4.4.3 Điều chỉnh KP KI 4.5 Bộ điều khiển PD 4.5.1 Thiết kế Simulink 4.6 Bộ điều khiển PID 4.6.1 Thiết kế Simulink 4.6.2 Nhận xét CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG GIAN BIẾN TRẠNG THÁI Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông 5.1 Xét tính điều khiển quan sát hệ thống 5.1.1 Xét tính điều khiển 5.1.2 Xét tính quan sát 5.2 Thiết kế hệ thống phương pháp không gian trạng thái 5.2.1 Xác định cặp cực phức cặp cực thực 5.2.2 Tìm ma trận K 5.2.3 Thiết kế hệ thống phương pháp đặt cực CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH LỰC VÀ TÌM HÀM TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG 1.1 Phân tích lực Hình 1.1 Hệ thống chống xóc xe máy theo phương ngang Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thơng Trong đó: + “u” tốc độ xe đẩy tín hiệu đầu vào + “y” tốc độ xe đẩy nằm tín hiệu ngõ + M: khối lượng xe + B: số nhớt + K: độ cứng lị xo Phân tích lực: + Theo định luật II Newton: + Trong lực F bao gồm lực nén xi lanh, lực nén lị xo F bao gồm: Trong đó: k: độ cứng lò xo x: khoảng cách bị nén v: vận tốc nén xi lanh b: hệ số cản nhớt xi lanh Fxl: lực nén xi lanh + Từ ta có: (1.1) 1.2 Tìm hàm truyền hệ thống Ta có: Sau chuyển đổi (1), ta được: Chuyển vế phương trình trở thành: Lấy Laplace hai vế, ta được: Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông (1.2) Hàm truyền hệ thống: (1.3) CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN, xét tính ổn định tìm đáp ứng hệ thống 2.1 Thiết kế điều khiển 2.1.1 Thành lập hệ phương trình trạng thái mơ tả hệ thống Phương trình mơ tả hệ thống: + Từ (1.2), ta phương trình tuyến tính mơ tả hệ thống: ˙ ) +ku(t) m y (tă ) + b y (t ) +ky(t) =bu(t + Chia vế phương trình cho m, ta c: ă ) y (t + b y (t) m k b k ˙ + m y(t) = m u(t) + m u(t) (2.1) + Gi s: ă ) + a y˙ (t) +a 2y(t) =b u(t) ˙ + Thì phương trình (4) trở thành:a y (t +b 1u(t) + Đặt: { x 1= y (t) x2 = x˙1 −β1 u= y ˙( t )−β u Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thơng + Trong đó: Hệ phương trình trạng thái mơ tả hệ thống: [ ][ ][ ] [ ] x˙1 (t ) x (t) β = −a −a + u(t) β2 x˙2 (t ) x (t) + Thay thông số hệ vào phương trình trạng thái, ta được: [ ] x˙1 (t ) =¿ x˙2 (t ) (2.2) + Đáp ứng hệ thống: (2.3) 2.1.2 Chọn thông số cho điều khiển Dựa vào số liệu thực tế, ta chọn: + m = 200 kg + b = 500 N/m/s + k = 1000 N/m Thay số liệu vào hàm truyền (1.2), ta được: Y ( S) 500 s+1000 G(s)= U ( s) = 200 s +5000 s +1000 Rút gọn hàm truyền, ta được: (2.4) Thay số liệu vào phương trình trạng thái (2.2), ta được: Trang Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông [ ] x˙ (t) =¿ x˙ (t) Đơn giản hơn: [ ]= x˙ (t) x˙ (t) (2.3) -Đáp ứng hệ thống: 2.2 Xét tính ổn định tìm đáp ứng hệ thống 2.2.1 Phương trình đặc trưng hệ thống Ta có: Thay G(s) vào phương trình trở thành: Quy đồng khử mẫu, ta được: Rút gọn, ta suy phương trình đặc trưng hệ thống: (3.1) 2.2.2 Xét tính ổn định hệ thống Điều kiện ổn định theo tiêu chuẩn Routh Ta có bảng Routh cho hệ thống sau: s2 Trang 10 Báo cáo BTL Lý Thuyết Điều Khiển α = 0,2 Khoa Điện – Điện Tử Viễn Thông s1 s0 10− 0=10 Vì tất phần tử cột bảng Routh dương nên tất nghiệm phương trình đặc tính nằm bên trái mặt phẳng phức Do hệ thống ổn định 2.3 Đáp ứng hệ thống 2.3.1 Đáp ứng vòng hở Sơ đồ khối vòng hở: Do vòng hở nên đáp ứng hệ thống là: (3.2) Biểu diễn đáp ứng vòng hở Matlab: + Nhập thông số vào giao diện Matlab: >> num=[5 10]; >> den=[2 10]; >> hamtruyen=tf(num,den); >> step(hamtruyen) + Ta kết quả: Trang %dap ung buoc vong ho