Trang 1 BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNHGIẢNG VIÊN: ĐẶNG HÀ DŨNG.. Khái niệm hệ thống điều khiển tự động tuyến tính2.. Các tính chất của hệ thống điều khiển tự động5.. Ví dụ về h
BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH GIẢNG VIÊN: ĐẶNG HÀ DŨNG EMAIL: DHDUNG@UTC.EDU.VN BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN HỌC - 505A6 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ, ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI DHDUNG@UTC.EDU.VN Mục tiêu môn học Khái niệm hệ thống điều khiển tự động tuyến tính Mơ hình tổng qt hệ thống điều khiển tự động Các dạng mô tả toán hệ thống điều khiển tự động Các tính chất hệ thống điều khiển tự động Tổng hợp điều khiển Mô hệ thống điều khiển sử dụng phần mềm MATLAB DHDUNG@UTC.EDU.VN Tài liệu tham khảo Lý thuyết Điều khiển tự động, tập 1&2, Lê Hùng Lân, NXB Đại học giao thông vận tải 2000 Lý thuyết Điều khiển tuyến tính, Nguyễn Doãn Phước, NXB Khoa học kỹ thuật, 2017 Các nguồn Internet, từ khóa: điều khiển tuyến tính, điều khiển tự động Keyword: automatic control theory DHDUNG@UTC.EDU.VN Đánh giá kết thúc học phần - Điểm kết thúc học phần = Điểm thi * 0.7 + Điểm thành phần * 0.3 - Thi kết thúc học phần: tự luận (90) 75 phút, (không) sử dụng tài liệu - Điểm thành phần: điểm điểm danh + điểm tập lớp ◦ Điểm điểm danh: (số lần điểm danh có mặt /Tổng số lần điểm danh)*10 + Điểm kiểm tra (lựa chọn) ◦ Điểm tập lớp: số lần chữa tập lớp ◦ Điểm thành phần dư: quy đổi vào điểm thi theo hệ số 3/7 - Sinh viên A có: 15 lần điểm danh / Tổng số 20 lần điểm danh, điểm chữa tập lớp, 7.5 điểm thi Vậy điểm thành phần sinh viên A là: Điểm thành phần = 10*(15/20) + = 10 dư 4.5 Điểm dư quy đổi vào điểm thi: Điểm dư quy đổi = 4.5 * 3/7 = 1.93 Điểm thi cuối Sinh viên A là: Điểm thi: 7.5 + 1.93 = 9.43 ~ 9.4 Điểm kết thúc học phần (Do phần mềm tự tính) 10*0.3 + 9.4*0.7 = 9.58 ( chưa quy đổi sang điểm chữ, 4.0) DHDUNG@UTC.EDU.VN Chương Tổng quan hệ thống điều khiển tự động Ví dụ hệ thống điều khiển tự động: - Trong công nghiệp: - Trong quốc phòng, an ninh: DHDUNG@UTC.EDU.VN Chương 1 Ví dụ hệ thống điều khiển tự động (tiếp) - Trong gia dụng: DHDUNG@UTC.EDU.VN Chương 1 Ví dụ hệ thống điều khiển tự động (tiếp) - Trong sách tham khảo DHDUNG@UTC.EDU.VN Chương 1 Ví dụ hệ thống điều khiển tự động (tiếp) - Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển tốc độ động chiều kích từ độc lập: DHDUNG@UTC.EDU.VN Chương Rút từ ví dụ: * Thiết bị tự động hóa * Nguyên lý vận hành: đo lường, thiết bị tác động điều khiển, đối tượng bị tác động điều khiển, biến điều khiển, giá trị mong muốn * Sơ đồ nguyên lý * Mơ tả tốn sơ đồ ngun lý DHDUNG@UTC.EDU.VN Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển tự động - Biểu diễn phần tử: n(t) - Biểu diễn hệ điều khiển : n(t) w(t) e(t) C u(t) y(t) u(t) y(t) S S U(s) Y(s) U(s) Y(s) X(t)=[x1,x2, ,xn] X(t)=[x1,x2, ,xn] M * S: tên phần tử (System) *Khâu so sánh (lưu ý dấu trừ) * u(t): tín hiệu vào (trong miền thời gian t) * w(t): tín hiệu đặt: mang thông tin giá trị mong muốn đạt * U(s): tín hiệu vào miền biến phức (s) * e(t): tín hiệu sai lệch đáp ứng y(t) giá trị đặt w(t) * y(t), Y(s): tín hiệu ra, đáp ứng tín hiệu vào u(t), * C: điều khiển (Controller) U(s) * X(t) = [x1, x2,x3, ,xn}: vec tơ biến trạng thái * M: khâu đo lường (Measurement) (trong miền thời gian) * n(t): tín hiệu nhiễu (bỏ qua nội dung) * Tín hiệu hệ theo vịng kín: Hệ thống điều khiển hồi tiếp âm DHDUNG@UTC.EDU.VN 10 Phân loại hệ thống điều khiển tự động - Hệ điều khiển mạch hở (không có mạch phản hồi âm) - Hệ điều khiển mạch kín (nêu trên) - Hệ liên tục: tất tín hiệu hệ biểu diễn miền thời gian liên tục Ví dụ: ◦ w(t): tín hiệu đặt (giá trị mong muốn) ◦ y(t): tín hiệu ◦ u(t): tín hiệu điều khiển ◦ e(t): tín hiệu sai lệch - Hệ rời rạc: tất tín hiệu hệ tín hiệu rời rạc (tín hiệu số), ký hiệu sau: w(k), y(k), u(k), e(k) - Hệ tuyến tính: thỏa mãn nguyên lý xếp chồng - Hệ phi tuyến - Hệ vào (SISO: Single Input Single Output) - Hệ nhiều vào nhiều (MIMO: Multi Input Multi Output) - Chương trình đề cập tới hệ: tuyến tính, vào (liên tục rời rạc) DHDUNG@UTC.EDU.VN 11 Kết luận - Một phần tử hệ thống điều khiển (ví dụ phần tử đối tượng điều khiển): có tín hiệu vào, tín hiệu biến trạng thái - Sơ đồ nguyên lý tổng quát hệ thống điều khiển tự động (sơ đồ hồi tiếp âm, khái niệm mạch hở, mạch kín, mạch hồi tiếp) - Nội dung chương trình: hệ thống điều khiển tuyến tính, tín hiệu vào tín hiệu (đáp ứng) miền thời gian liên tục rời rạc (số) Nội dung tiếp theo: Biểu diễn tốn hệ thống (mơ hình tốn hệ) DHDUNG@UTC.EDU.VN 12