Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 68 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
68
Dung lượng
8,83 MB
Nội dung
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT o Oo TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên : Lê Trung Hiền MSSV : 95101051 Lớp : 95KĐĐ Ngành : Kỹ thuật Điện – Điện Tử * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1. Tên đề tài: SửdụngMATLABtạorahộpcôngcụdùngđểgiảicácbàitoántrongtựđộngđiều khiển. 2. Nội dungcác phần thuyết minh. Chương I : Giới thiệu những ưu điểm hiện có của MATLAB khi ứng dụngtrongtựđộngđiều khiển. Chương II : Tìm hiểu cách nhập xuất và tính toáncác biến trong MATLAB. Tạo một hàm trongtựđộngđiều khiển. Vẽ đồ thò. Chương III : Miêu tả các biến trạng thái, ma trận chuyển đổi,cực,zero trong hệ thống LTI (Linear Time Invariant). Xây dựng những câu lệnh trongtựđộngđiềukhiển ở cửa sổ soạn thảo. Xét tính ổn đònh của hệ thống . Chương IV : DùngMATLAB viết chương trình tạorahộpcông cụ. Chương V : Kết quả chạy chương trình. 3. Các bản vẽ : Trình bày các giao diện chạy trong MATLAB. GVHD :Th.S Lê Cảnh Trung Ngày giao nhiệm vụ : 23/12/1999 Ngày hoàn thành : 28/3/2000 GVHD SVTH Thông qua bộ môn Chủ nhiệm bộ môn Lê cảnh Trung Lê Trung Hiền File đính kèm s06.rar BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN * * * * * * ♦ Họ và tên : Lê Trung Hiền ♦ Lớp : 95KĐĐ ♦ MSSV : 95101051 ♦ GVHD : Th.S Lê Cảnh Trung ♦ Tên đề tài: SửdụngMATLABtạorahộpcôngcụdùngđểgiảicácbàitoántrongtựđộngđiều khiển. ♦ Lời nhận xét của cán bộ hướng dẫn: Thành Phố ngày tháng năm 2000 Cán bộ hướng dẫn Th.S Lê Cảnh Trung BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN * * * * * * ♦ Họ và tên : Lê Trung Hiền ♦ Lớp : 95KĐĐ ♦ MSSV : 95101051 ♦ GVHD :Th.S Lê Cảnh Trung ♦ Tên đề tài: SửdụngMATLABtạorahộpcôngcụdùngđểgiảicácbàitoántrongtựđộngđiều khiển. ♦ Lời nhận xét của cán bộ phản biện: Thành Phố ngày tháng năm 2000 Cán bộ phản biện V ới tấm lòng tôn sưtrọng đạo, chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình dạy bảo cho chúng em trong những năm vừa qua,và truyền đạt cho chúng em những kiến thức q báo để làm hành trang cho em bước vào đời. Xin ghi nhớ công ơn của cha mẹ đã không quản mọi gian lao khó nhọc , và cả sự hy sinh cao cả để cho con được như ngày hôm nay. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tận tình chỉ bảo chúng em trong suốt khóa học vừa qua. Xin cảm ơn thầy Lê Cảnh Trung đã tận tình hướng dẫn và cung cấp cho em những tài liệu quý báo để hoàn thành luận văn này, cũng như truyền thụ những kinh nghiệm quý báotrong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu đề tài. Một lần nữa xin gởi đến những người thân yêu, bạn, các anh chò Đã góp ý giúp đở về tinh thần cũng như về kinh nghiệm, kiến thức một lời biết ơn sâu sắc nhất TP. HỒ CHÍ MINH ngày 20 tháng 2 năm 2000 Sinh viên thực hiện Lê Trung Hiền Xin tri ân và tưởng nhớ đến Thầy Th.S Trần Sum TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Điềukhiểntựđộng 1,2 Pts : Nguyễn Thò Phương Hà Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Năm 1996 2. Bài Tập Điềukhiểntựđộng 1,2 Pts : Nguyễn Thò Phương Hà Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Năm 1996 3. Điềukhiểntựđộng Lương Văn Lăng Nhà Xuất Bản Giáo Dục Năm 1996 4. Giáo Trình Lý Thuyết Điềukhiểntựđộng Phần I,II Th.s : Trần Sum Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật 5. Xử Lý tín hiệu Và Lọc Số Nguyễn Quốc Trung Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Năm 1998 6. Tiểu Luận Môn ĐiềuKhiển Học Kỹ Thuật Th.s : Lê Cảnh Trung 7. Using Matlab Simulink And Control System Toolbox Alberto Cavallo Roberto Setola Francesco Vasca NXB Prentice Hall 8. Using Matlab To Analyze And Design Control System Naomi Ehrich Leonard – Princeton University William S. Levine - University of Maryland 9. The Matlab 5 Handbook Darren Redfern Colin Campbell NXB Springer LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay đất nước ta đang trên đà phát triển về mọi mặt để hòa nhập vào nền văn minh trongcác nước tiên tiến ở khu vực và thế giới. Do đó cần sự có mặt của ngành tự độngđiềukhiển để thực hiện công việc với độ chính xác và an toàn cao, một phần nào đó cũng làm giảm bớt sự lao động chân tay của con người. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật máy tính và công nghệ thông tin, thì việc ứng dụng máy tính vào đểgiải những bàitoán phức tạp trong hệ thống tự độngđiềukhiển - như hệ thống nhiều ngõ vào và nhiều ngõ ra (MIMO)- thì không khó khăn lắm , mà độ chính xác lại cao hơn hẳn từ đó dẫn đến việc thiết kế và tính toán trở nên dễ dàng trong thời gian ngắn. Đểđóng góp một phần nào đó và tuân theo mục tiêu đào tạo của trường ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT, người viết đi vào tìm hiểu một phần mềm được ứng dụng khá phổ biến trong nhiều lónh vực, trong đó có lónh vực tựđộngđiều khiển, đó là MATLAB. Matlab là một phần mềm rất được ưa chuộng cho các lập trình tính toántrong kỹ thuật hiện nay. Nó hầu như được phổ biến rộng khắp trongcác trường đại học ở nhiều nước.Với Matlabcông việc tính toán trở nên đơn giản và nhẹ nhàng hơn so với nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhờ đã thiết kế sẵn các toolbox giúp cho người sử dụng: ♦ Control System Tollbox: là nền tảng của họ toolbox thiết kế điềukhiển bằng Matlab. Nó chứa các hàn cho việc mô phỏng, phân tích và thiết kế các hệ thống trongtựđộngđiều khiển. ♦ Frequency Domain System Identification Tollbox: Bao gồm các M-file giúp cho việc mô phỏng các hệ thống tuyến tính trên cơ sở phép đo đáp ứng tần số của hệ thống. ♦ Fuzzy Logic Tollbox: Cung cấp một tập hợp đầy đủ cáccôngcụ cho việc thiết kế, mô phỏng và phân tích các hệ thống logic mờ (Fuzzy Inferencs). ♦ Higher Order Spectral Analysis Toolbox: cung cấp cáccôngcụ cho việc xử lý tín hiệu dùng phổ bậc cao. Các phương này đặc biệt hữu dụng cho phân tích các tín hiệu có nguồn gốc từ một quá trình phi tuyến hay bò nhiễu phi Gaussian ( non-Gaussian noise) xâm nhập. ♦ Image Processing Toolbox: chứ cáccôngcụ cho việc sử lý ảnh. Nó bao gồm cáccôngcụ cho việc thiết kế các bộ lọc và lưu trữ ảnh, nâng cấp ảnh, phân tích và thống kê. ♦ Model Predictive Control Tollbox: đặc biệt hữu dụng cho các ứng dụngđiềukhiển với nhiều biến ngõ vào (input) và ngõ ra (output) mà phần lớn có các giới hạn nhất là trog kỹ thuật hóa chất. ♦ Mu-Analysis And Syntheris Tollbox: chứa cáccôngcụ chuyên môn hóa cho điềukhiển tối ưu hóa ; Đặc biệt trong lónh vực robot cao cấp và các hệ thống đa biến tuyến tính. ♦ Signal Processing Tollbox: chứa cáccôngcụ xử lý tín hiệu. Các ứng dụng bao gồm: Audio (Đóa compact, băng digital), video (digital HDTV, xử lý và nén ảnh), viễn thông (fax, telephone), y học, đòa lý. ♦ Non-linear Control Design Tollbox: cho phép thiết kế các hệ thống điềukhiển tuyến tính và phi tuyến, sửdụng kỹ thuật tối ưu hóa trên cơ sở miền thời gian. ♦ Optimization Tollbox: Các lệnh dùng cho sự tối ưu hóa các hàm tuyến tính và phi tuyến tổng quát. ♦ Symbolic Match Toolbox: Bao gồm cáccôngcụ cho việc tính toán trên các biểu thức. ♦ System Identification Toolbox: Tập hợpcáccôngcụ cho ước lượng và nhận dạng (tìm mô hình toán học cho một hệ thống vật lý). ♦ Robust Control System: Cáccôngcụ cho phép phân tích và tổng hợpcác hệ thống điềukhiển bằng robot. Ngoài ra còn có các toolbox khác như NAG Foundation Toolbox, Quantitative Feedback Workshop, Spline Toolbox, Statics Toolbox. Một khả năng khác cần phải nhắc đến của Matlab là biểu diễn data bằng đồ thò hai chiều, ba chiều bằng các lệnh (hàm) khá đơn giản. Màn hình giới thiệu Matlab 5.3 Maøn hình DEMO cuûa Matlab [...]... đó, để sau khi tốt nghiệp có khả năng vận dụng vào cuộc sống thực tiễn Với đề tài “ SỬDỤNGMATLABTẠOHỘPCÔNGCỤDÙNGĐỂ GIẢI CÁCBÀITOÁNTRONG TỰ ĐỘNGĐIỀUKHIỂN “, người viết chia thành năm chương như sau: ♦ Chương I : Giới thiệu chung về Matlab nhằm giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn những nét mạnh của phần mềm này Hầu như nó được ứng dụngtrong mọi lónh vực ♦ Chương II : Các vấn đề cơ bản trong Matlab. .. trongMatlabTrong chương này chúng ta đi vào tìm hiểu cách nhập xuất, tính toán, tạo hàm trong cửa sổ soạn thảo của Matlab và vẽ đồ thò ♦ Chương III : Ứng dụngMatlab 5.3 trong tự độngđiềukhiển Trong chương này người viết trình bày cách thức miêu tả các biến trạng thái, ma trận trạng thái,cực (poles), zero trong hệ thống LTI (Hệ thống tuyến tính bất biến theo thời gian) Cũng như cách tạora hàm truyền... việc tính toán hay thực hiện các câu lệnh một cách dễ dàng Muốn thoát khỏi Matlab, ta có thể thực hiện một trong những cách sau: Cách 1: vào file menu và click vào Exit MATLAB cách 2: nhấp vào biểu tượng close ( )trên cửa sổ làm việc của Matlab Cách 3: dùng tổ hợp phím ctrl+Q II Các biểu thức toán cơ bản trongmatlab Làm việc trong môi trường Matlab thì không phức tạp lắm bởi vì hầu hết các lệnh... eig(X) trả về giá trò của X trong một cột vetơ Hàm expm(X) để tính ex Chú ý rằng có những chức năng qui đònh việc nhập các đối số vào matrận vuông Để khảo xác thêm vài chức năng khác và học nhiều hơn về cách dùng của những chức năng trên ta dùng lệnh help để diễn tả Matlab cho ta cách dùngcác hàm khác nhau để tính toán trên các chuổi thay vì trên các ma trận Ví dụ giả sử ta có một bảng số liệu như... nay tự độngđiềukhiển đóng vai trò quan trọngtrong đời sống và công nghiệp Lónh vực này hiện hữu khắp nơi từ hệ thống phi thyền không gian, hệ thống điềukhiển tên lửa, máy bay không người lái,robot Hoặc trongcác quy trình công nghệ sản xuất hiện đại và ngay cả trong đời sống hằng ngày như : Điềukhiển nhiệt độ, độ ẩm Phát minh đầu tiên đánh dấu bước mở đầu cho sự phát triển của lónh vực điều khiển. .. một ngỏ ra trở nên bất lực để phân tích hệ thống nhiều đầu vào và nhiều đầu ra Kể từ năm 1960, nhờ máy tính số cho phép ta phân tích các hệ thống phức tạp trong miền thời gian, lý thuyết điềukhiển hiện đại được phát triển để đối phó với sự phức tạp của các hệ thống hiện đại Lý thuyết điềukhiển hiện đại dựa trên phân tích trongtrong miền thời gian và tổng hợpdùngcác biến trạng thái, cho phép giải. .. 1 Ta có thể nghiên cứu thêm về toántử so sánh bằng cách dùng lệnh help relop hoặc help . tài: Sử dụng MATLAB tạo ra hộp công cụ dùng để giải các bài toán trong tự động điều khiển. 2. Nội dung các phần thuyết minh. Chương I : Giới thiệu những ưu điểm hiện có của MATLAB khi ứng dụng. những kiến thức đó, để sau khi tốt nghiệp có khả năng vận dụng vào cuộc sống thực tiễn. Với đề tài “ SỬ DỤNG MATLAB TẠO HỘP CÔNG CỤ DÙNG ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN TRONG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN“, người viết. MSSV : 95101051 ♦ GVHD :Th.S Lê Cảnh Trung ♦ Tên đề tài: Sử dụng MATLAB tạo ra hộp công cụ dùng để giải các bài toán trong tự động điều khiển. ♦ Lời nhận xét của cán bộ phản biện: