Microsoft PowerPoint Lecture 13 1 Signal & Systems Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester 02/09 10 Lecture 13 404001 Tín hiệu và hệ thống PhânPhân ttííchch ttíínn hihiệệuu liênliên ttụụcc ddùùngng b[.]
404001 - Tín hiệu hệ thống Lecture-13 Phân tích tín hiệ hiệu liên tục dùng biế biến đổi Laplace Biế Biến đổi Laplace tính chấ chất Hàm truyề truyền ñáp ứng hệ thố thống LTIC Sơ ñồ khố khối thự thực hiệ hệ thố thống Ứng dụng hồi tiế tiếp ñiề ñiều khiể khiển Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Thực hệ thống dùng Op-amp Ví dụ: Thực hệ thống có hàm truyền sau: H (s) = 2s + s + 4s + 10 Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng hồi tiếp ñiều khiển Ứng dụng ghép hồi tiếp Ứng dụng ñiều khiển Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp Hệ thống khơng thực xác yêu cầu mong muốn: Bị tác ñộng thay đổi thơng số hệ thống Bị tác ñộng ảnh hưởng nhiễu Khơng tuyến tính Có thể giải ghép hồi tiếp!!! F (s) ∑ T (s) = G( s ) + H ( s )G( s ) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp Ứng dụng 1: giảm ảnh hưởng thay ñổi thơng số hệ thống: Ví dụ 1: xét khuếch ñại hồ i tiếp f (t ) ∑ • Bộ khuếch đại vịng hở A có trước!??? • Cần T tìm β: β = A = 1000 and A varies β = const A T= 1+ β A 1 A − 1 Ví dụ cần T=10: ⇒ β = 0.099 A T • Khảo sát ổn định thơng số hệ thống (A) thay ñổi 900 = 9.989 (0.11% low!!!) A = 900 (10% low) ⇒ T = + (0.099)(900) 1100 = 10.009 (0.09% high!!!) A = 1100 (10% high) ⇒ T = + (0.099)(1100) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp ðộ nhạy hệ thống hồi tiếp: xét hàm truyền vịng kín T= G + GH ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ Nếu chọn GH >>1 thì: S≃ (độ nhạy) GH Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp Ví dụ 2: xét hệ thống khuếch đại sau G < G < 12 Làm ñể khắc phục thay ñổi này? Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp Ứng dụng 2: giảm ảnh hưởng nhiễu với hệ thống hồi tiếp f (t ) ∑ ⇒ y (t ) = G f (t ) + v(t ) + GH + GH ⇒ y (t ) ≃ 1 f (t ) + v(t ); GH>> H GH Giảm nhiễu Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp Ứng dụng 3: điều chỉnh tính tuyến tính hệ thống f (t ) ∑ Ngỏ ra: T ( f ) = G (e) ⇒ T '( f ) = G '(e) Sai số: e = f − HT ( f ) ⇒ de df de = − HT '( f ) df ⇒ T '( f ) = G '(e)[1 − HT '( f )] ⇒ T '( f ) = Nếu có G '(e) H >> thì: T '( f ) ≃ H G '(e) + G '(e) H T(f): tuyến tính Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ghép hồi tiếp Trong ví dụ trên, H=0.2 ta có y (t ) y (t ) T(f ) e (t ) f (t ) Ví dụ: xét khuếch đại cơng suất đây, làm ñể khắc phục méo? Méo xuyên tâm Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Ứng dụng ñiều khiển Phân tích hệ thống đơn giản Phân tích hệ thống bậc Quỹ ñạo nghiệm số Các sai số xác lập Các ñiều chỉnh Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Phân tích hệ thống đơn giản Xét hệ thống ñiều khiển sau: D( D + a)θ (t ) = KT f (t ) a = B / J , K1 = KT / J La.Thi page 91 − 92 θi ∑ − K G( s) θo θo ( s ) = KG( s ) θi (s) + KG( s ) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Phân tích hệ thống đơn giản ðáp ứng với θi(t)=u(t): θo ( s ) = Giả sử: G( s ) = KG( s) s[1 + KG( s )] K / s ( s + 8) K ⇒ θ o ( s) = = s[1 + K / s ( s + 8)] s ( s + 8s + K ) s ( s + 8) K=7: θo ( s ) = ⇒ θo (t ) = (1 − 76 e −t + 16 e −7t )u(t ) s ( s + 8s + 7) K=80: θo ( s ) = 80 ⇒ θo (t ) = [1 − 25 e−4t cos(8t + 1530 )]u (t ) s( s + 8s + 80) K=16: θo ( s ) = 16 ⇒ θo (t ) = [1 − (4t + 1)e−4t ]u(t ) s ( s + 8s + 16) 2 Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Phân tích hệ thống đơn giản within 2% the FV PO = 21% ess=0 90% Khơng có PO 10% tr t s Giá trị K ñược lựa chọn ñể ñạt ñược yêu cầu kỹ thuật hệ thống Yêu cầu tốt cho hệ thống? Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Phân tích hệ thống ñơn giản K s ( s + 8s + K ) 80 Giả sử: K = 80 ⇒ θ o ( s) = 2 s ( s + 8s + 80) ðáp ứng với θi(t)=tu(t): θo ( s ) = 2 ⇒ θo (t ) = [−0.1 + t + 18 e−8t cos(8t + 36.87 )]u(t ) Yêu cầu tốt cho hệ thống? Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10 Phân tích hệ thống đơn giản Yêu cầu thiết kế hệ thống: ðáp ứng q độ • Chỉ rỏ PO với kích thích u(t) • Chỉ rỏ tr and/or td • Chỉ rõ thời gian xác lập ts Sai số xác lập: rỏ ss x.lập với kích thích u(t), tu(t) t2u(t) ðộ nhạy hệ thống: thay đổi thơng số h.thống, nhiễu Khơng phân tích thông số này!!!! Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/09-10