Báo cáo môn học bài 3 ứng dụng matlab trong khảo sát chất lượng hệ thống

Muc dich thí nghiệm Khảo sát đặc tính quá độ của hệ thống với đầu vào là hàm nắc để tìm vọt lố và sai số xác lập của hệ thống.. Voi gia tri Kgh đã tìm được ở trên hãy vẽ đáp ứng quá độ v

111 Equation Chapter 1 Section 1BQ GIAO DUC &

DAO TAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM KY THUAT TP HO CHI MINH

KHOA DIEN — ĐIỆN TỬ

BO MON TU DONG DIEU KHIEN

TIIt

BAO CAO MON HOC

BAI 3: UNG DUNG MATLAB TRONG KHAO SAT

CHAT LUOQNG HE THONG

SVTH: Tran Trong Nguyén -21151294 GVHD: Ts Tran Dire Thién

Tp.H6 Chi Minh tháng 1, năm 2024

MUC LUC

) 0:8 i098:in):070): 707 ¬ ,ÔỎ 2

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.Đáp ứng quá độ với hàm vảo là nắc đơn vị và K=Kgh=174 s25 222222122222 2 Hình 2 Đáp ứng quá độ với hàm vào là nắc đơn vị và K=43.6 0 22122121022 3 Hình 3 Đáp ứng quá độ với hàm vào là nắc đơn vị và K=52.8 20 22121022121 4 Hình 4 Hai đáp ứng quá độ với K=43.6 và K=52.8 khi ngõ vào là hàm nắc đơn vị 5

1 Muc dich thí nghiệm

Khảo sát đặc tính quá độ của hệ thống với đầu vào là hàm nắc để tìm vọt lố và sai số xác lập của hệ thống

2 Yêu cầu thực hiện

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

(Œ7(s} =—————,À |)

(s +0.2)(s° +8s +20) 212\* MERGEFORMAT (.)

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

VỊ

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 Kiếm chứng lại hệ thống có œømax% = 25% không?

c Voi 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 txl = 4s không?

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

3 Bài làm

a) Voi Ky, = 174 da tim thay 6 bài trước vẽ đáp ứng quá độ với ngõ vào là hàm nắc đơn

VỊ

Chương trình mathlab:

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

Gk=feedback(172*G, 1);

step(Gk,16);

grid on

System: Gk

2 Overshoot (%): 86.6 esponse

At time (seconds): 0.787

|

ị

i

3

= +F + -

fost}!

fi

06H |

ifi i

oat |

i

ii

Time (seconds)

Hình 1 Đáp ứng quá độ với hàm vào là nac don vi va K=Kgh=174

Ta 6 d6 vot 6 POT =0.800 ma POT =e © = 5 =0.04571313\* MERGEFORMAT

()

Nhận xét: Hệ thống ôn định, ngõ ra có dao động với hệ số tắt dần s =0.057

b) Với K= 43.6 tìm được trong câu 3.3d ở bài 2

Chương trình mathlab:

clear all;

G=tfC1,conv([1 0.2],[1 8 20]));

Gk=feedback(43.6*G, 1);

step(Gk,5);

grid on

| figure( 1)

Ta được kết quả:

System: Gk Peak amplitude: 1.12

Overshoot (%): 21.8 ©

L._.—.—.—.—.—.—-—-—-

1 ị Final value: 0.916

|

3

|

0.47

i

Time (seconds)

Hình 2 Đáp ứng quá độ với hàm vào là nắc đơn vị và K=43.6

Từ đề thị ta có:

I*lim| ———————————— |

Sai số xác lập: (VF O.2 KX töx+2U) 414\*

MERGEFORMAT (.)

Thời gian xác lập: 3.13s

Độ vọt lồ: 21.8%

Nhận xét: Ta thấy độ vọt lồ lúc này không còn bằng 25% nữa

e) Với K=52.8 tìm được trong câu 3.3e ở bài 2 đáp ứng quá độ của hệ thống kín với đầu vào hàm nắc đơn vị trong khoảng thời gian từ 05s

3

Chuong trinh mathlab:

clear all;

G=tfC1,conv([1 0.2],[1 8 20]));

Gk=feedback(52.8*G, 1);

step(Gk,5);

grid on

figure(1)

Peak ampimtuge 1.2

Overshoot (%): 29.1

At time (seconds): 1.28 e

1

i 0.8

w ; Rise time (seconds): 0.515

OC ‘ :

i

|

i

0 1 1 | 1 1 L L

Time (seconds)

Hình 3 Đáp ứng quá độ với hàm vào là nắc đơn vị và K=52.8

Từ đề thị ta có:

I+limG(s) , 5

I+lim

Sai số xác lập: (x+0.2(x +8x +20) | 515\*

MERGEFORMAT (.)

Thời gian xác lập: 3.81s

Độ vọt lỗ: 29.1%

Nhận xét : Thời gian xác lập lúc này không còn bằng 4s nữa

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

Chương trình nhập Mathlab

clear all;

G=tfC1,conv([1 0.2],[1 8 20]));

Gk1=feedback(52.8*G,1);

Gk2=feedback(43.6*G, 1);

step(Gk1,Gk2,5);

legend(‘K=52.8','K=43.6','Gk1','Gk2');

fontsize(gea,15,"pixels");

grid on

figure(1)

Time (seconds)

Hình 4 Hai đáp ứng quá độ với K=43.6 và K=52.8 khi ngõ vào là hàm nắc đơn vị

4, Câu hỏi mở

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

Vi chỉ ôn định thôi thì chưa đủ bởi 6n định chỉ là điều kiện cần đối với một hệ thống điều khiến tự động nhưng chưa phải là đủ đề hệ thống được sử đụng trong thực tế Nhiêu yêu cầu đòi hỏi hệ thống phải thỏa mãn được cùng một lúc các tiêu chuẩn chất lượng khác nhau như

độ chính xác, độ ổn định, đáp ứng quá độ, độ nhạy, khả năng chống nhiễu do đó chúng ta

phải khảo sát chất lượng của hệt thống

4.2 Những hệ thống nào có sai số xác lập bằng 0 với tín hiệu ngõ vào là hàm nac? Nếu hệ thống có í nhất là một khâu tích phân lý tưởng thì hệ thống kín theo kịp sự thay đối của tín hiệu vào là hàm nắc với sai số xác lập băng 0

4.3 Những hệ thống nào có sai số xác lập bằng 0 với tin hiệu ngõ vào là hàm

ramp(déc)?

Nếu hệ thống có ?iễu hơn là một khâu tích phân lý tưởng thì hệ thống kín theo kịp sự thay đôi của tín hiệu vào là hàm nắc với sai số xác lập bang 0

6

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

trục

thực của quỹ đạo nghiệm số

Khi cặp cực quyết định nằm trên trục thực lúc này hệ số tat dan (hé số suy giám) «=l trường hợp này đáp ứng hệ thống không có dao động Lúc này hệ thống kín có nghiệp kép

thực (VS 616\* MERGEFORMAT (.)

Đáp ứng của hệ thống

C(s)=

+20) ste

¬ eT OE 717\* MERGEFORMAT (.)

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

trục

ảo của quỹ đạo nhiệm số:

Khi cặp cực quyết định nằm trên trục ảo lúc hệ số tắt dần (hệ số Suy giảm) s =Đtni

c(f)=l- sinw ‘ đáp ứng của hệ thống là dao động không suy giảm với tần số 0, > « h gọi là

tần số dao động tự nhiên

TÀI LIỆU KHAM KHẢO