Báo cáo bài thí nghiệm số 3 ứng dụng matlab trong khảo sát chất lượng của hệ thống

Với giá trị Kạn đã tìm được ở trên hãy vẽ đáp ứng quá độ với đầu vào là hàm nắc đơn vị.. Với giá trị K đã tìm được ở câu 3.3 d bài thí nghiệm số 2, hãy vẽ đáp ứng quá độ của hệ thống kín

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HÒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG DIEU KHIEN

MÔN: THỰC TẬP HE THONG DIEU KHIEN TỰ ĐỘNG

BAO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM SÓ 3 UNG DUNG MATLAB TRONG KHAO SAT CHAT

LUQNG CUA HE THONG

GVHD: Nguyễn Văn Đông Hải SVTH: Phạm Thị Kim Thư MSSV: 20151576

TP HỒ CHÍ MINH tháng 4 năm 2023

MỤC LỤC

II ăn 3

Danh sách hình ảnh

Hình 1 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thống c2 2222 c2 nh nà na Hình 2 Biêu đồ đáp ứng hệ thống (K=43.5) 0022222 nh nh se Hình 3 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thông (K=52.9)

Hình 4 Biểu đồ đáp ứng hệ thông (K1=43.5, K2=52.9)

Hình 5 Biểu đồ đáp ứng quá độ hệ thông (K=104) 2 Ốc Hình 6 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thống (K=9.13) Hình 7 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thống (K=19.3) Hình 8 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thống (K1=9.13, K2=19.3)

Yêu cầu:

Yêu cầu 1:

Khảo sát hệ thống hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền vòng hở là G(s)

Q4 “Sr02je+s Dot? ( (0.1)

a Với giá trị Kạn đã tìm được ở trên hãy vẽ đáp ứng quá độ với đầu vào là hàm nắc đơn vị Kiểm chứng lại ngõ ra có dao động không?

b Với giá trị K đã tìm được ở câu 3.3 d bài thí nghiệm số 2, hãy vẽ đáp ứng quá độ của hệ thống kín với đầu vào hàm nắc đơn vị trong khoảng thời gian từ 0+5s Tìm

độ vọt lỗ và sai số xác lập của hệ thống Kiểm chứng lại hệ thống CO Omax% = 25%

không?

C Với giá trị K đã tìm được ở câu 3.3 e bài thí nghiệm số 2, hãy vẽ đáp ứng quá độ của hệ thống kín với đầu vào hàm nắc đơn vị trong khoảng thời gian từ 0+5s Tìm

độ vọt lỗ và sai số xác lập của hệ thống Kiểm chứng lại hệ thống có ba = 4s không?

d Vẽ hai đáp ứng quá độ của câu b và c trên cùng một hình vẽ Chú thích trên hình

vẽ đáp ứng nào tương ứng với K đó

._Vêu cầu 2:

Khảo sát hệ thông hài tiếp âm đơn vị có hàm truyền vòng hé la G(s)

a Với giá trị Kgh đã tìm được ở trên hãy vẽ đáp ứng quá độ với đầu vào là hàm nắc đơn vị Kiểm chứng lại ngõ ra có dao động không ?

b Với giá trị K đã tìm được ở câu 2.4 d bài thí nghiệm số 2, hãy vẽ đáp ứng qua

độ của hệ thống kín với đầu vào hàm nắc đơn vị trong khoảng thời gian từ 0+5 Tìm độ vọt lỗ và sai số xác lập của hệ thông Kiểm chứng lại hệ thống có omax% = 25% không ?

d

Với giá trị K đã tìm được ở câu 2.4 e bài thí nghiệm số 2, hãy vẽ đáp ứng quá

độ của hệ thống kín với đầu vào hàm nắc đơn vị trong khoảng thời gian từ 0+5

Tìm độ vọt lỗ và sai số xác lập của hệ thống Kiểm chứng lại hệ thống có fxÌ =

4s không?

Vẽ hai đáp ứng quá độ của câu b và c trên cùng một hình vẽ Chú thích trên hình vẽ đáp ứng nào tương ứng với K đó

Câu hỏi mở:

a

b

d

Tại sao chúng ta phải khảo sát chất lượng của hệ thông?

Những hệ thống nào có sai số xác lập bằng 0 với tín hiệu ngõ vào là ham nac? Những hệ thống nào có sai số xác lập bằng 0 với tin hiệu ngõ vào là hàm ramp? ._ Hãy miêu tả đáp ứng của hệ thông khi hệ thống có cặp cực quyết định nằm ở trực thực của quỹ đạo nghiệm số

Hãy miêu tả đáp ứng của hệ thống khi hệ thống có cặp cực quyết định nằm ở trực

ảo của quỹ đạo nhiệm sô

Bài làm

Với K = 172

172

qg - 9 “{§r02)g+ 88 20} = 14? Ks

Chương trình vẽ đáp ứng quá độ của hệ thống trên matlab:

(0.3)

cle;

clear;

G=tf(1,conv([1 0.2],[1 8 20]));

Gk=feedback(172*G,1);

step(Gk, 10)

grid on

2

1.87 7

¡ System: Gk

1.6 + i Peak amplitude: 1.82

Overshoot (%): 86.6

1.4+ ; At time (seconds): 0.787

i

1.2

System: Gk Rise time (seconds): 0.258

i

I

ii

I

i

|

i

Hinh 1 Biéu dé dap ứng quá độ của hệ thông L] Từ hình vẽ ta thấy ngõ ra dao động mạnh

1.2 Câub:

Với K-=43.E

43.5

G_= —_ ss xK> 4

‘S) (s+ 0.2)6?+ 83 20) Chương trình đáp ứng quá độ của hệ thống trên matlab:

clc;

clear;

G=tf(1,conv(f1 0.2],[1 8 20]));

Gk=feedback(43.5*G,1);

step(Gk,5)

grid on

i; System: Gk

4L i Peak amplitude: 1.11

cu j Overshoot (%): 24.7 _ _

[iviviviviviviv five xq At time (seconds): 1.4 :-:-::@+:=7Z75 °

——” System: Gk

0.8 | Time (seconds): 4.97 `

Amplitude: 0.913

®

3

=

5 0.6 F

E

<

© +

0.2Ƒ

I

i

|

i

1

|

i

1

i

1

i

4 + 4 + + i +

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Time (seconds)

Hinh 2 Biéu dé dap wng hé théng (K=43.5)

H Từ đồ thị trên ta thấy giá trị xác là 0.913

Sai số xác lập của hệ thống:

e, = -y =1 -0.913= 0.0E

Độ vọt lô của hệ thông:

POT 21.7%

OTathay POT21.7% 25: khác với.

1.3 Câuc:

Với K=529

52.9

Chương trình đáp ứng quá độ của hệ thống

cle;

clear;

G=tf(1,conv([1 0.2],[1 8 20]));

Gk=feedback(52.9*G, 1);

step(Gk,5)

grid on

Step Response

1.2 4

System: Gk Peak amplitude: 1.2 System: Gk

1 Overshoot (%): 29.1 Settling time (seconds): 3.8 4

[eee System: Gk

308 i i i Time (seconds): 4.96 5

2 ! ! ' Amplitude: 0.925

a Ị ! ' :

i i i i

i i i i

0.4 ‡ i i i i

i i i i

i i i i

i i i i

j i i i

i i i

i i i

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Time (seconds)

Hình 3 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thông (K=52.9)

Độ vọt lô của hệ thông:

POT 29.1%

Từ đồ thị trên ta tháy giá trị xác là 0.925

e, = -y =1 -0.925- 0.07

Từ đô thị trên ta thấy thời gian xác lập:

ty =3.85

O Vay thoi gian xac lập khác 4s

1.4 Câu d:

Chương trình đáp ứng quá độ của hai hệ thống với K 43.5, K =52

Step Response

Amplitude So

© >

© DN)

K2

Time (seconds) Hình 4 Biểu đô đáp ứng hệ tháng (K1=43.5, K2=52.9)

2 Yêu cầu 2:

Voi K,,= 104

104(6+ 1)

Chương trình vẽ đáp ứng quá độ của hệ thống trén matlab:

clc;

clear;

G=tf([1 1],conv({1 5 011 3 9|);

Gk1=feedback(104”G,1);

step(Gk1,10)

grid on

Step Response

System: Gk1 Peak amplitude: 1.75 Overshoot (%): NaN

At time (seconds): 9.61

Time (seconds)

Hinh 5 Biéu dé dap ứng qua dé hé théng (K=104)

H Từ hình vẽ ta thấy ngõ ra dao động mạnh

2.2 câub:

s§ K-9.12 G.=- et Ks

với K=9 S9” s5)( &3 s 9) (0.6)

Chương trình đáp ứng quá độ của hệ thống trên matlab:

clc;

clear;

G=tf([1 1],conv({1 5 011 3 9|);

Gk1=feedback(9.13*G, 1);

step(Gk1,5)

grid on

Step Response

06L System: Gk1

Peak amplitude: 0.644 Overshoot (%): 0

At time (seconds): 5

0 1 2 3 4 5

Time (seconds)

Hình 6 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thống (K=9.13)

H Từ đồ thị ta thầy hệ thống không có độ vọt ló và không có sai sô xác lập trong khoảng thời gian từ 0-5s Vậy độ vọt lô POT khác 25%

2.3 Câuc:

19.36+ 1)

oe essar=' O”

Chương trình vẽ đáp ứng quá độ của hệ thống trên matlab:

clear;

G=tf([1 1],conv({1 5 01,1 5 9|);

Gk1=feedback(19.3*G,1);

step(Gk1,5)

grid on

Step Response

T

Tag 1 1 1.1.1.1 111A

System: Gk1 Peak amplitude: 0.862 Overshoot (%): 0

At time (seconds): 5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Time (seconds)

Hình 7 Biểu đồ đáp ứng quá độ của hệ thống (K=19.3)

ïH Từ đồ thị ta thầy hệ thống không có độ vọt lô, không có sai số xác lập và thời gian xác lập trong khoảng thời gian từ 0-5s Vậy thời gian xác lập khác 4s

11

2.4 Caud:

Chương trình đáp ứng quá độ của hai hệ thống với K 9.13, K =19

Step Response

0.9

0.8

© Su

Đ œ

© œ

Amplitude oO +>

o G2

Time (seconds)

Hình 8 Biểu đồ đáp ứng quá độ cua hé théng (K1=9.13, K2=19.3)

12

3 Câu hỏi mở:

3.1 Tại sao chúng ta phải khảo sát chất lượng của hệ thống?

Ta phải khảo sát chất lượng của hệ thống vì từ đó ta thấy được hệ thống có ôn định hay không, tối ưu hay không trước khi xây dựng hệ thông

3.2 Những hệ thống nào có sai số xác lập bằng 0 với tín hiệu ngõ vào là hàm nắc?

Những hệ thống có mẫu só hàm truyền là bậc 1

3.3 Những hệ thống nào có sai số xác lập bằng 0 với tín hiệu ngõ vào là ham ramp?

Những hệ thống có nhiều hơn 1 khâu tích phân lí tưởng thì có sai số xác lập bằng 0

3.4 Hãy miêu tả đáp ứng của hệ thống khi hệ thống có cặp cực quyết định nam 6 trục

ao cua QDNS

Dựa vào céng thirc néu cap cyc quyét dinh nam 6 truc ảo của quỹ đạo nghiệm só thi:

p, <0=Ð4et =0>c(t(

=Khi c _(t)= 0thì hệ thống ôn định