Giáo trình Cơ sở điều khiển tự động: Phần 2 - Trường ĐH Thủ Dầu Một

CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC 6.1 KHÁI NIỆM Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền G(s)= Y (s) , tín hiệu vào u(t) gọi tín U (s) hiệu điều khiển, tín hiệu y(t) gọi tín hiệu điều khiển Nếu u(t), y(t) vô hướng ta gọi đối tượng SISO (single input single output), u(t), y(t) vector ta gọi đối tượng MIMO (multi input multi output) Muốn điều khiển y(t) đạt giá trị đặt r(t), ta đặt hệ thống vào vịng hồi tiếp Hình 6.1, điều khiển đặt nối tiếp với đối tượng, tín hiệu y(t) đo cảm biến hồi tiếp về, lúc u(t) phụ thuộc sai lệch e(t) r(t) y(t), tín hiệu u(t) ngõ điều khiển cịn e(t) tín hiệu vào điều khiển Hàm truyền điều khiển GC(s) hàm truyền cảm biến H(s) Hình 6.1 Hệ thống điều khiển hồi tiếp nối tiếp Hàm truyền G(s) đối tượng bao gồm khâu công suất, khâu công suất thường coi khâu tỷ lệ, tín hiệu vào u(t) phần trăm công suất tác động vào đối tượng để thay đổi trạng thái, cụ thể thay đổi tín hiệu Ví dụ điều khiển vận tốc đông chiều, u(t) phần trăm điện áp định mức đưa vào động cơ, có giá trị từ -1 đến +1, y(t) vận tốc rad/s hay vịng/phút, khâu cơng suất khuếch đại cơng suất tuyến tính dùng bán dẫn hay cầu bán dẫn H điều rộng xung Nếu điều khiển nhiệt độ lị, khâu cơng suất triac điều khiển góc kích pha hay độ rơng xung, điều khiển góc pha khâu cơng suất khâu phi tuyến Như tín hiệu vào u(t) ln ln kèm với khâu bão hịa, điều cần xem xét khảo sát chất lượng hệ kín lý thuyết điều khiển tuyến tính khơng xét đến yếu tố này, ảnh hưởng rõ khâu bão hòa tăng thời gian xác lập Bộ điều khiển hồi tiếp đơn giản điều khiển rơle hai vị trí (điều khiển onoff, điều khiển bang bang), tín hiệu u(t) có hai giá trị tùy theo dấu e(t), ví dụ điều khiển nhiệt độ lò điện trở phương pháp on-off, thường dùng thiết bị điện gia dụng bàn ủi, lị nướng, Hình 6.2a đặc tính điều khiển rơle CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHƢƠNG hai vị trí, Hình 6.2b đặc tính điều khiển rơle hai vị trí có trễ để tránh đóng cắt liên tục cịn Hình 6.2c đặc tính điều khiển rơle ba vị trí (rơle có vùng chết) Hình 6.2 Đặc tính điều khiển rơle on-off Ví dụ 6.1: Điều khiển nhiệt độ hai vị trí lị nhiệt, hàm truyền lò nhiệt G(s)= 250 e 2 s , u(t) =1 e(t)>0, u(t)=0 e(t)