(Tiểu luận) môn thực tập hệ thống điều khiển tự động báo cáo bài số 2 ứng dụng matlab trong khảo sát tính ổn định của hệ thống

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN Mơn: Thực tập hệ thống điều khiển tự động Báo cáo số Ứng dụng Matlab khảo sat tính ổn định của thông SVTH: TRẦN NHÂT CƯƠNG MSSV: 20151446 Tp Hồ Chí́ Minh ngày 10 tháng năm 2023 MUC LUC 2.1 Khảo sat thông dùng biêu đô Bode 2.1.1 Mục đích thí nghiệm 2.1.3 Yêu cầu thí nghiệm 2.2 Khảo sat thông dùng biêu đô Nyquist 2.2.1 Mục đích thí nghiệm 2.1.3 Yêu cầu thí nghiệm 2.3 Khảo sat thông dùng phương phap quỹ đạo nghiêm sô 2.3.1 Mục đích thí nghiệm 2.3.3 Yêu cầu thực hiện 2.4 Bai tâp 11 2.5 Câu hỏi mở 19 2.1 Khảo sat thông dùng biêu đô Bode 2.1.1 Mục đích thí nghiệm Từ biểu đồ Bode hệ% hở G(s), tìm tầ̀n số cắt biên,pha dự% trữ, tầ̀n số cắt pha, biên dự% trữ Dự%a vào kết tìm để xét tí́nh ổn định hệ% hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền vòng hở G(s) 2.1.3 Yêu cầu thực hiện Khảo sát hệ% thống hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền vịng hở K (s)= G ( s+0.2)(s +8 s+20) b Với K=10, vẽ biểu đồ Bode biên độ pha hệ% hở khoảng tầ̀n số (0.1, 100) c Dự%a vào biểu đồ Bode tìm tầ̀n số cắt biên, pha dự% trữ, tầ̀n số cắt pha, biên dự% trữ Lưu biểu đồ Bode thành file *.bmp, chèn vào file word để viết báo cáo Chú ý phải rõ giá trị tìm biểu đồ Bode d Hãy xét tí́nh ổn định hệ% thống kí́n, giải thí́ch e Hãy vẽ đáp ứng độ hệ% thống với đầ̀u vào hàm nấc đơn vị khoảng thời gian t=0÷10s để minh họa kết luận câu c Lưu hình vẽ để báo cáo f Với K=400 thự%c hiệ%n lại yêu cầ̀u từ câu a→d a Với K=10, vẽ biểu đồ Bode biên độ pha hệ- hở khoảng tầ̀n số (0.1, 100) Bode Diagram Magnitude (dB) -20 -40 -60 -80 (deg) -90 Phase -100 -180 -270 -1 10 10 10 10 Frequency (rad/s) b Dự-a vào biểu đồ Bode tìm tầ̀n số cắt biên, pha dự- trữ, tầ̀n số cắt pha, biên dự- trữ Lưu biểu đồ Bode thành file *.bmp, chèn vào file word để viết báo cáo Chú ý phải rõ giá trị tìm biểu đồ Bode wc=0.454 → ∅wc=−76.60 →∅ M=103.40 w−π=4.63 →Lw−π=−24.8 →GM=24.8 c Hãy xét tí́nh ổn định hệ- thống kí́n, giải thí́ch Hệ thông ôn đinh vi đô dự trư pha va đô dự trư biên đêu dương ∅ M=103.40, GM =24.8 d Hãy vẽ đáp ứng độ hệ- thống với đầ̀u vào hàm nấc đơn vị khoảng thời gian t=0÷10s để minh họa kết luận câu c Lưu hình vẽ để báo cáo e Với K=400 thự-c hiệ-n lại yêu cầ̀u từ câu a→d Vẽ biểu đồ Bode biên độ pha hệ hở khoảng tần số (0.1, 100) Bode Diagram Magnitude (dB) 40 20 -20 -40 -60 Phase (deg) -90 -180 -270 -1 10 10 10 Frequency (rad/s) 10 Dựa vào biểu đồ Bode tìm tần số cắt biên, pha dự trữ, tần số cắt pha, biên dự trữ Lưu biểu đồ Bode thành file *.bmp, chèn vào file word để viết báo cáo Chú ý phải rõ giá trị tìm biểu đồ Bode w c=6.7 ,w−π =4.63 Hãy xét tính ổn định hệ thống kín, giải thích Hệ thơng khơng ơn đinh vi đô dự trư pha va đô dự trư biên đêu âm ∅ M=−23.40, GM =−7.27 Hãy vẽ đáp ứng độ hệ thống với đầu vào hàm nấc đơn vị khoảng thời gian t=0÷10s để minh họa kết luận câu c Lưu hình vẽ để báo cáo 2.2 Khả̉ o sát hệ thống dù̀ ng biểu đồ Nyquist 2.2.1 Mục- đí́ch thí́ nghiệ-m Từ biểu đồ Nyquist hệ% hở G(s), tìm tầ̀n số cắt biên,pha dự% trữ, tầ̀n số cắt pha, biên dự% trữ Dự%a vào kết tìm để xét tí́nh ổn định hệ% hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền vịng hở G(s) 2.2.3 Yêu cầ̀u thự-c hiệ-n Khảo sát hệ% thống hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền vịng hở G(s): K (s+0.2)(s +8 s+20) G (s)= a Với K=10, vẽ biểu đồ Nyquist hệ% thống b Dự%a vào biểu đồ Nyquist tìm pha dự% trữ, biên dự% trữ (theo dB) So sánh với kết câu 2.1.2 Lưu biểu đồ Bode thành file *.bmp, chèn vào file word để viết báo cáo c Hãy xét tí́nh ổn định hệ% thống kí́n, giải thí́ch d Với K=400 thự%c hiệ%n lại yêu cầ̀u từ câu a→c a Với K=10, vẽ biểu đồ Nyquist hệ- thống b Dự-a vào biểu đồ Nyquist tìm pha dự- trữ, biên dự- trữ (theo dB) So sánh với kết câu 2.1.2 Lưu biểu đồ Bode thành file *.bmp, chèn vào file word để viết báo cáo So sanh kêt qua hoan toan giông c Hãy xét tí́nh ổn định hệ- thống kí́n, giải thí́ch Đương cong Nyquist cua hệ hơ G(s) không bao điêm (-1, j0) nên hệ kín ôn đinh d Với K=400 thự-c hiệ-n lại yêu cầ̀u từ câu a→c Hãy vẽ biểu đồ Nyquist hệ thống Dựa vào biểu đồ Nyquist tìm pha dự trữ, biên dự trữ (theo dB) So sánh với kết câu 2.1.2 Lưu biểu đồ Bode thành file *.bmp, chèn vào file word để viết báo cáo So sanh kêt qua giơng hoan toan Hãy xét tính ổn định hệ thống kín, giải thích Hệ kín khơng ơn đinhvi đương Nyquist cua hệ hơ G(s) bao điêm (-1, j0) vong Hãy xét tí́nh ổn định hệ% thống hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền vịng hở là: G (s)= s(s+1)(s +2) Hệ thông ôn đinh vi đô dự trư pha va đô dự trư biên đêu dương ∅ M=53.40, GM =15.6 dB G (s )= s2 (s +1) Ta thây ∅ M=−410