Đang tải... (xem toàn văn)
IPHẦN LÝ THUYẾT: Khái niệm điều khiển:Điều khiển là quá trình thu thập thông tin, xử lý thông tin và tác độnglên hệ thống để đáp ứng của hệ thống “gần” với mục đích định trước.Điều khiể
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO GIỮA KÌ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ELECTRIC FURNACE Người hướng dẫn: Thầy TRẦN ĐỨC ANH MINH Thực hiện: Nhóm 09 Lê Hồng Việt Nguyễn Thành Nam Đinh Chí Hùng Phạm Văn Chí Thịnh Khóa: 24 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm sâu sắc chân thành nhất, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn đến thầy, giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Trong suốt thời gian từ bắt đầu môn Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động trường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ Thầy Trần Đức Anh Minh Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến Thầy, truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Nhờ có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy nên đề tài nghiên cứu em hồn thiện tốt đẹp Nhóm 09 chúng em xin chân thành cảm ơn! ĐỒ ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Chúng tơi xin cam đoan sản phẩm đồ án riêng nhóm tơi hướng dẫn Thầy Trần Đức Anh Minh Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Nếu phát có gian lận chúng tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Trường đại học Tơn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2021 PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN Phần xác nhận GV hướng dẫn _ Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Phần đánh giá GV chấm _ Tp Hồ Chí Minh, ngày Mục lục tháng năm LỜI CẢM ƠN PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN .3 CHƯƠNG I)PHẦN LÝ THUYẾT: 1.1 Khái niệm 1.2 Khâu ZOH 1.3 Tính chất biến đổi Z .7 1.4 Tính ổn định hàm truyền điều khiển rời rạc 1.5 Tiểu chuẩn BIBO: .10 1.6 Tiêu chí Jury .12 1.7 Chất lượng hàm truyền rời rạc 13 1.8 Dùng điều khiển hồi tiếp trạng thái 14 CHƯƠNG II)THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN SPRING-MASS-DASHPOT 16 2.1 Tìm hiểu mơ hình hệ thống .16 2.2 Phân tích tính ổn định hệ thống liên tục phản hồi âm đơn vị 17 2.3 Phân tích chất lượng điều khiển hệ thống liên tục phản hồi âm đơn vị .18 2.4 Rời rạc hóa hàm truyền hệ thống (chuyển đổi qua dạng mơ hình khơng gian trạng thái cần) với chu kỳ lấy mẫu phù hợp 19 2.5 Phân tích tính ổn định hệ thống rời rạc phản hồi âm đơn vị .20 2.6 Phân tích chất lượng điều khiển hệ thống rời rạc phản hồi âm đơn vị 21 2.7 Thiết kế điều khiển nhằm ổn định nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống 22 2.8 So sánh tính ổn định chất lượng điều khiển hệ thống trước sau áp dụng điều khiển .23 CHƯƠNG III)MÔ PHỎNG MATLAB VÀ SIMULINK 26 CHƯƠNG I)PHẦN LÝ THUYẾT: Khái niệm điều khiển: Điều khiển q trình thu thập thơng tin, xử lý thơng tin tác động lên hệ thống để đáp ứng hệ thống “gần” với mục đích định trước Điều khiển tự động q trình điều khiển khơng cần tác động người Điều khiển tự động: Quá trình điều khiển điều chỉnh thực mà khơng có tham gia trực tiếp người Hệ thống điều khiển: Tập hợp tất thiết bị mà nhờ q trình điều khiển thực Hệ thống điều khiển tự động (điều chỉnh tự động): Tập hợp tất thiết bị kỹ thuật, đảm bảo điều khiển điều chỉnh tự động q trình (đơi gọi tắt hệ thống tự động – HTTĐ) Cần điều khiển : Con người không thỏa mãn với đáp ứng hệ thống, muốn hệ thống hoạt động tăng độ xác, tăng suất, tăng hiệu kinh tế Các thành phần hệ thống điều khiển: Trong đó: +r(t) (reference input): Tín hiệu vào, tín hiệu chuẩn +c(t) (controlled output): Tín hiệu +cht(t): Tín hiệu hồi tiếp +e(t) (error): Sai số +u(t): Tín hiệu điều khiển Document continues below Discover more Lí thuyết điều from: khiển tự động 403039 Đại học Tôn Đức… 99 documents Go to course Bài tập Lí thuyết điều 20 khiển tự động Lí thuyết điều khiể… 100% (4) Digital Implementation of… Lí thuyết điều khiể… 100% (2) CHỦ ĐỀ CON LẮC 15 38 ĐƠN - dưqhdjH Lí thuyết điều khiể… 100% (1) Grafcet Designerv20-Gb Lí thuyết điều khiể… 100% (1) Huong Dan IM V control Lí thuyết điều khiể… 100% (1) Getting started Một hệ thống điều khiển gồm có thành phần bản: +Thiết bị đo lường (cảm biến) có chức thu thậpDrive thông tin One with +Bộ điều khiển thực chức xử lý thông tin, định Lí thuyết điều điều khiển None khiển tự độn… +Đối tượng điều khiển chịu tác động tín hiệu điều khiển HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RỜI RẠC 1.1 Khái niệm Hệ thống rời rạc mô tả phương trình sai phân HTĐK có hồi tiếp, tín hiệu hay nhiều điểm chuỗi xung, hàm liên tục theo thời gian Tùy thuộc vào phương pháp lượng tử hóa tín hiệu mà ta có loại hệ thống xử lý tín hiệu khác Phương pháp lượng tử hóa theo thời gian cho tín hiệu có biên độ liên tục, thời gian rời rạc Hệ thống xử lý tín hiệu gọi hệ thống rời rạc Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống điêu khiển rời rạc 1.2 Khâu ZOH Khâu giữ: Chuyển TH RR → LT Có nhiều loại ZOH: Khâu giữ đơn giản & dùng nhiều hệ thống điều khiển RR theo thời gian Trong hệ thống điều khiển thực, lỗi lượng tử hóa nhỏ, DAC ZOH 1.3 Tính chất biến đổi Z Hàm xung đơn vị (Dirac) � � = �, � = Hàm bước/nấc đơn vị (�) = 1, � ≥ Hàm mũ lấy mẫu (�) = � − , � ≥ Hàm dốc lấy mẫu (�) = ��, � ≥ Hình sin lấy mẫu (�) = (� �� + �), � ≥ Phép biến đổi Laplace Z phổ biến Các cực zero hệ thống [Poles,Zeros] = pzmap (TF) Biểu diễn cực zero hệ thống pzmap (TF) 26 * Phân tích chất lượng điều khiển hệ thống liên tục phản hồi âm đơn vị Đáp ứng nấc hệ thống vịng kín step (TFz) * Rời rạc hóa hàm truyền hệ thống Chuyển từ hệ thống liên tục sang hệ thống rời rạc TFz = c2d (TF, 0.1, 'zoh') 27 Chuyển từ hàm truyền sang mơ hình khơng gian trạng thái hệ thống rời rạc F = [0 1; -0.857 1.847]; g = [0.075; 0.208]; C = [1 0]; D = 0; TFz_ss = ss (F, g, C, D, 0.1) * Phân tích tính ổn định hệ thống rời rạc phản hồi âm đơn vị Các cực zero hệ thống rời rạc [Poles,Zeros] = pzmap (TFz) Biễu diễn cực zero hệ thống rời rạc vòng tròn đơn vị pzmap (TFz); axis ([-1 -1 1]) * Phân tích chất lượng điều khiển hệ thống rời rạc phản hồi âm đơn vị 29 Đáp ứng nấc hệ thống rời rạc step (TFz) * Rời rạc hóa hàm truyền đối tượng Chuyển từ đối tượng liên tục sang đối tượng rời rạc Gz = c2d (G, 0.1, 'zoh') Gz_ss = ss(Gz) 30 Các ma trận mô hình khơng gian trạng thái đối tượng F1 = Gz_ss.a; g1 = Gz_ss.b; C1 = Gz_ss.c; D1 = Gz_ss.d * Thiết kế điều khiển nhằm ổn định nâng cao chất lượng điều khiển hệ Các cực mong muốn hệ thống p1 = 0.9 + i*0.09; p2 = 0.9 - i*0.09; P = [p1 p2] Tìm hệ số Vecto K luật điều khiển K = place (F1, g1, P) 31 Mơ hình khơng gian trạng thái hệ thống hồi tiếp trạng thái sys_cl = ss(F1-g1*K,g1,C1,D1,0.1) Hàm truyền hệ thống hồi tiếp trạng thái sys_cl_tf = tf (sys_cl) 32 Các cực zero hệ thống hoàn chỉnh [Poles,Zeros] = pzmap (sys_cl) Biễu diễn cực zero hệ thống hồn chỉnh vịng trịn đơn vị pzmap (sys_cl); axis ([-1 -1 1]) 33 Đáp ứng nấc HT hồi tiếp trạng thái step (sys_cl) So sánh đáp ứng nấc hai hệ thống trước sau áp dụng điều khiển subplot (1, 2, 1); step (TFz); subplot (1, 2, 2); step (sys_cl) 34 So sánh cực zero hai hệ thống trước sau áp dụng điều khiển subplot(1,2,1);pzmap(TFz);axis([-1 -1 1]); subplot (1, 2, 2); pzmap (sys_cl); axis ([-1 -1 1]); 35 36 SIMULINK *Đây trước có điều khiển state feedback *Đây có điều khiển state feedback 37 38 More from: Lí thuyết điều khiển tự động 403039 Đại học Tôn Đức… 99 documents Go to course Bài tập Lí thuyết 20 điều khiển tự động Lí thuyết điều khiể… 100% (4) Digital Implementation of… Lí thuyết điều khiể… 100% (2) CHỦ ĐỀ CON LẮC 15 ĐƠN - dưqhdjH Lí thuyết điều khiể… 100% (1) Grafcet Designer38 v20-Gb Lí thuyết điều khiể… Recommended for you 100% (1) 38 Digital Implementation of… Lí thuyết điều khiể… 100% (2) Grafcet Designerv20-Gb Lí thuyết điều khiể… 100% (1) Financial plan - tập lý thuyết Lý thuyết tài chính… 100% (2) Lý thuyết tài 50 chính_Review… Lý thuyết tài chính… 100% (1)