Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC HÀNH HỌC PHẦN LÍ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÃ HỌC PHẦN 13434H SINH VIÊN ĐINH NGỌC HUÂN MÃ SINH VIÊN 92830 NHÓM N01 TH1 GIẢNG VIÊN LÊ THỊ[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC HÀNH HỌC PHẦN: LÍ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÃ HỌC PHẦN : 13434H SINH VIÊN: ĐINH NGỌC HUÂN MÃ SINH VIÊN:92830 NHÓM: N01.TH1 GIẢNG VIÊN: LÊ THỊ THANH TÂM BÀI 1: TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MƠ HÌNH HÀM TRUYỀN ĐẠT I.Cơ sở lí thuyết Khái niệm hàm truyền đạt - Hà m truyền đạ t tỷ số giữ a ả nh Laplace củ a tín hiệu ả nh Laplace củ a tín hiệu o vớ i cá c điều kiện ban đầ u bằ ng - Kí hiệu: G(s) - Cô ng thứ c tổ ng t: Y (s ) G(s)= U (s ) m m−1 bm s +b m−1 s = a s n +a n n−1 s n−1 +…+ b1 s+ b0 +…+ a1 s+ a0 -Đâ y ng hợ p thứ c củ a hà m truyền đạ t Là phâ n thứ c có tử mẫ u đa thứ c đố i vớ i biến s (m≤n) Tạo lập hàm hàm truyền đạt MATLAB Y (s ) a ¿ G1(s)= U (s ) bm s m +b m−1 sm−1 +…+ b1 s+ b0 = a s +a n n Num=[b m Den=[a a n n−1 s n−1 +…+ a1 s+ a0 b m−1 … b ¿ n−1 … a 0] Hà m truyền đạ t củ a hệ: Sử dụ ng lệnh sys=tf(num,den) b ¿ G2(s) k ( s−z ) ( s−z ) …(s−z m) = ( s− p ) ( s− p ) … (s− p ) P=[ p p … pn ¿ Z=[ z z … z m] n K=const Hà m truyền đạ t hệ: Sử dụ ng lệnh sys=zpk(Z,P,k) - Nếu hà m truyền đạ t ghép nố i tiếp nhau, sử dụ ng lệnh: sys=series(sys1,sys2) - Nếu có hà m ghép nố i tiếp, sử dụ ng lệnh: sys=sys1*sys2*….*sysn - Nếu hà m truyền đạ t ghép song song, sử dụ ng lệnh: sys=parallel(sys1,sys2) - Nếu hà m truyền đạ t ghép nố i phả n hồ i â m, sử dụ ng lệnh: sys=feedback(sys1,sys2) Phả n hồ i â m đơn vị: sys2=1 Nếu hà m truyền đạ t ghép nố i phả n hồ i dương , sử dụ ng lệnh: sys=feedback(sys1,-sys2) Phả n hồ i 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 a, >> num1=[1 -3 -1]; den1=[4 -1 -1 1]; sys1=tf(num1,den1) sys1 = s^3 - s^2 + s - s^4 - s^3 + s^2 - s + b, >> z=[]; p=[-2 -4]; k=5; sys2=zpk(z,p,k) sys2 = (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 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); sys1234=feedback(sys123,sys4) sys1234 = 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, *Sơ đồ đổi nút: 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=series(sys2,sys3); sys7=series(sys4,sys5); sys8=feedback(sys6,-sys7); sys9=series(sys1,sys8); sys10=feedback(sys9,1); sys11=1*sys10*sys4; sys12=feedback(sys11,1) sys12 = s^2 + s s^6 + s^5 + s^4 + s^3 + s c, *Sơ đồ đổi nút: 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]); sys7=series(sys3,sys5); sys8=feedback(sys2,-sys7); sys9=series(sys1,sys8); sys10=feedback(sys9,sys6); sys11=1*sys10*sys3*sys4; sys12=feedback(sys11,1) sys12 = s^3 - s^2 - 13 s - 10 -s^7 + s^6 - 16 s^5 - 49 s^4 - 36 s^3 + 10 s^2 - s - 10 BÀI 2: KHẢO SÁT TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I Cơ Sở Lý Thuyết Hà m đặ c tính tầ n số - Ý nghĩa: Dù ng để miêu tả quan hệ o củ a hệ liên tụ c tuyến tính tín hiệu o hà m điều hò a - Định nghĩa: Hà m đặ c tính tầ n số đượ c kí hiệu G(jω)-đượ c đĩnh nghĩa bằ ng ng thứ c: Ym G(jω)= Um e =A.e jφ jφ Trong : A – Biên độ hà m Đặ c tính tầ n số ϕ – Pha củ a hà m đặ c tính tầ n số 1.1.Đặ c tính tầ n số Logarit (Biểu đồ Bode) - Bả n chấ t củ a Đặ c tính tầ n số Logarit khả o sá t riêng rẽ thay đổ i củ a biên độ pha theo tầ n số bao gồ m đặ c tính c - Câ u lệnh: Bode(sys) 1.2.Đặ c tính tầ n số biên-pha (Biểu đồ Nyquist) - Đặ c tính tầ n số biên-pha đườ ng cong mà hà m G(jω) vẽ lên mặ t phẳ ng phứ c tầ n số ω thay đổ i liên tụ c từ 0->+∞ - Trong trườ ng hợ p ω: -∞ -> +∞ G(jω) thay đổ i nh nử a đố i xứ ng qua trụ c hoà nh - Câ u lệnh: Nyquist(sys) Đặ c tính thờ i gian - Định nghĩa: Là cá c đặ c tính khả o sá t thay đổ i tín theo thờ i gian 2.1 Đá p ứ ng xung (Hà m trọ ng lượ ng) - Là đá p ứ ng tín hiệu o xung Dirac - Câ u lệnh: impulse(sys) 2.2 Đá p ứ ng bướ c (Hà m độ ) - Là đá p ứ ng tín hiệu o tín hiệu bâ c thang -Câ u lệnh: step(sys) +Nhậ n xét: cù ng hệ tọ a độ muố n vẽ nhiều đườ ng đặ c tính ta dù ng lệnh “hold on” VD: bode(sys1) Hold on Bode(sys2) II Nộ i Dung Thự c Hà nh 4.1 Vẽ đặ c tính tầ n số củ a hệ điều khiển tự độ ng a, sys1=tf([1],[0.2 1]); sys2=tf([1],[0.3 1]); bode(sys1) hold on bode(sys2) 10