26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 49 Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode dùng biểu đồ Bode Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh G C (s) sao cho hệ thống sau khi hiệu chỉnh có R(s) + − C(s) G C (s) )2( 4 +ss ;20 * = V K ;50 0* ≥ΦM dBGM 10 * ≥ Giải: Hàm truyền khâu hiệu chỉnh sớm pha cần thiết kế là: Ts Ts KsG CC + + = 1 1 )( α )1( > α 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 50 Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) dùng biểu đồ Bode (tt) Bước 1: Xác đònh K C Hệ số vận tốc của hệ sau khi hiệu chỉnh là: CC s C s V K ssTs Ts sKsGssGK 2 )2( 4 . 1 1 lim)()(lim 00 * = ++ + == →→ α 2 20 2 * == V C K K 10 = C K ⇒⇒ Bước 2: Đặt )2( 4 .10)()( 1 + == ss sGKsG C )15,0( 20 )( 1 + = ss sG Vẽ biểu đồ Bode của G 1 (s) ⇒ 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 51 Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) dùng biểu đồ Bode (tt) ω c =6 -160 -40dB/dec ΦM 2 -20dB/dec 26 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 52 Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) dùng biểu đồ Bode (tt) Bước 3: Tần số cắt của hệ trước khi hiệu chỉnh Theo biểu đồ Bode: 6 ≈ C ω (rad/sec) Bước 4: Độ dự trữ pha của hệ khi chưa hiệu chỉnh Theo biểu đồ Bode: 0 1 160)( −≈ C ωϕ 0 1 20)(180 ≈+=Φ C M ωϕ Bước 5: Góc pha cần bù: ⇒ 000 max 72050 +−= ϕ 0 max 37= ϕ ⇒ θϕ +Φ−Φ= MM * max (chọn θ =7) 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 53 Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) dùng biểu đồ Bode (tt) Bước 6: Tính α Bước 7: Tính số cắt mới dựa vào biểu đồ Bode: 0 0 max max 37sin1 37sin1 sin1 sin1 − + = − + = ϕ ϕ α ⇒ 4 = α dBL C 64lg10lg10)( 1 − = − = − = ′ α ω Hoành độ giao điểm của đường thẳng nằm ngang có tung độ 6dB chính là tần số cắt mới. Theo hình vẽ (xem slide 54), ta có: 9 ≈ ′ C ω (rad/sec) Bước 8: Tính T )4)(9( 11 = ′ = αω C T 056,0 = T ⇒ 224,0 = T α ⇒ 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 54 ω c =6 -160 -20dB/dec -40dB/dec ΦM Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) dùng biểu đồ Bode (tt) -6 ω ’ c =9 1/T=18 1/αT=4.5 ΦM * +20dB/dec -20dB/dec -40dB/dec -20dB/dec -40dB/dec 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 55 Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) dùng biểu đồ Bode (tt) Bước 9: Kiểm tra lại điều kiện biên độ Theo biểu đồ Bode sau khi hiệu chỉnh GM* = +∞, do đó thỏa mãn điều kiện biên độ đề bài yêu cầu. Kết luận: Khâu hiệu chỉnh sớm pha cần thiết kế có hàm truyền là s s sG C 056,01 224,01 10)( + + = 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 56 Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng biểu đồ Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng biểu đồ Bode Bode )1( 1 1 )( < + + = α α Ts Ts KsG CC Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế Bước 1: Xác đònh K C để thỏa mãn yêu cầu về sai số xác lập P PC KKK / * = VVC KKK / * = aaC KKK / * = hoặc hoặc Bước 2: Đặt G 1 (s)=K C G(s).Vẽ biểu đồ Bode của G 1 (s) Bước 3: Xác đònh tần số cắt biên mới sau khi hiệu chỉnh dựa vào điều kiện: là độ dự trữ pha mong muốn, * M Φ 00 205 ÷ = θ θωϕ +Φ+−= ′ *0 1 180)( M C C ω ′ Bước 4: Tính α từ điều kiện: α ω lg20)( 1 −= ′ C L α ω 1 )( 1 = ′ C jG hoặc . Hồng - ÐHBK TPHCM 49 Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode dùng biểu đồ Bode Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh G C (s) sao cho hệ thống. là s s sG C 056,01 224,01 10)( + + = 26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 56 Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng biểu đồ Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng biểu đồ Bode Bode )1(. 9: Kiểm tra lại điều kiện biên độ Theo biểu đồ Bode sau khi hiệu chỉnh GM* = +∞, do đó thỏa mãn điều kiện biên độ đề bài yêu cầu. Kết luận: Khâu hiệu chỉnh sớm pha cần thiết kế có hàm truyền