15 December 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 46 Cha Cha á á t l t l ö ö ô ô ï ï ng cu ng cu û û a he a he ä ä rô rô ø ø i ra i ra ï ï c. Th c. Th í í du du ï ï 2 2 Step Response Time (sec) Amplitude 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 47 Cha Cha á á t l t l ư ư ơ ơ ï ï ng cu ng cu û û a he a he ä ä rơ rơ ø ø i ra i ra ï ï c. Th c. Th í í du du ï ï 2 2 3. Chất lượng của hệ thống: Độ vọt lố: Thời gian quá độ theo chuẩn 5%: () ( ) qđ kkckcc ≥ ∀ + ≤ ≤− ,05.01)(05.01 xlxl { } 0.625 0.625; 0.626; 0.627; 0.627; 0.629; 0.630; 0.632; 0.634; 0.635; 0.634; 0.631; 0.622; 0.606; 0.577; 0.529; 0.455; 0.348; 0.198; ;0)( =kc Sai số xác lập: 375.0625.01 xlxlxl = − = − = cre 635.0 max =c 625.0= xl c %6.1%100 xl xlmax = − = c cc POT ⇒ 6 ,656.0)(594.0 ≥ ∀ ≤≤ k k c Theo đáp ứng của hệ thống: 6= qđ k ⇒ sec6.0 = = Tkt qđqđ ⇒ 15 December 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 48 Thie Thie á á t ke t ke á á he he ä ä tho tho á á ng ng ñ ñ ie ie à à u khie u khie å å n rô n rô ø ø i ra i ra ï ï c c 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 49 Ca Ca ù ù c sơ c sơ đ đ o o à à đ đ ie ie à à u khie u khie å å n th n th ư ư ơ ơ ø ø ng du ng du ø ø ng ng C(s) + − T G(s) H(s) ZOH R(s) Điều khiển nối tiếp G C (z) Điều khiển hồi tiếp trạng thái + − r(k) K c(k) u(k) C d )()()1( kukk dd BxAx + = + x(t) 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 50 Ha Ha ø ø m truye m truye à à n cu n cu û û a ca a ca ù ù c khâu cơ ba c khâu cơ ba û û n rơ n rơ ø ø i ra i ra ï ï c c Khâu vi phân Vi phân u(t)e(t) dt tde tu )( )( = Khâu vi phân liên tục: Khâu vi phân rời rạc: T TkekTe kTu ])1[()( )( − − = z z T zG D 11 )( − = ⇒ Hàm truyền khâu vi phân rời rạc: T zEzzE zU )()( )( 1− − = ⇒ 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 51 Ha Ha ø ø m truye m truye à à n cu n cu û û a ca a ca ù ù c khâu cơ ba c khâu cơ ba û û n rơ n rơ ø ø i ra i ra ï ï c c Khâu tích phân Tích phân u(t)e(t) ττ detu t ∫ = 0 )()( Khâu tích phân liên tục: Khâu tích phân rời rạc: ττ dekTu kT ∫ = 0 )()( ττττ dede kT Tk Tk ∫∫ − − += )1( )1( 0 )()( () kTeTke T Tku ()]1[( 2 ])1[( +−+−= ∫ − +−= kT Tk dtteTkukTu )1( )(])1[()( ⇒ ⇒ ( ) )()( 2 )()( 11 zEzEz T zUzzU ++= −− ⇒ Hàm truyền khâu tích phân rời rạc: 1 1 2 )( − + = z zT zG I 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 52 Ha Ha ø ø m truye m truye à à n cu n cu û û a bo a bo ä ä đ đ ie ie à à u khie u khie å å n rơ n rơ ø ø i ra i ra ï ï c c Bộ điều khiển PID z z T K z zTK KzG DI PPID 1 1 1 2 )( − + − + += P I D z z T K z z TKKzG D IPPID 1 1 )( − + − += hoặc P I D Bộ điều khiển sớm pha, trể pha C C CC pz zz KzG + + =)( )1,1( < < CC pz CC pz > trể pha sớm pha CC pz < 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 53 Ph Ph ư ư ơng pha ơng pha ù ù p thie p thie á á t ke t ke á á he he ä ä tho tho á á ng ng đ đ ie ie à à u khie u khie å å n rơ n rơ ø ø i ra i ra ï ï c c Cách 1: Thiết kế gián tiếp hệ thống điều khiển liên tục, sau đó rời rạc hóa ta được hệ thống điều khiển rời rạc. Chất lượng của hệ rời rạc xấp xỉ chất lượng hệ liên tục nếu chu kỳ lấy mẫu T đủ nhỏ. Cách 2: Thiết kế trực tiếp hệ thống điều khiển rời rạc. Phương pháp thiết kế: QĐNS, phương pháp phân bố cực, phương pháp giải tích, … 15 December 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 54 Tr Tr ì ì nh t nh t ự ự thie thie á á t ke t ke á á khâu sơ khâu sơ ù ù m pha m pha rơ rơ ø ø i ra i ra ï ï c c du du ø ø ng Q ng Q Đ Đ NS NS )( )( CC C C CC pz pz zz KzG < + + = Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế Bước 2: Xác đònh góc pha cần bù để cặp cực quyết đònh nằm trên QĐNS của hệ thống sau khi hiệu chỉnh bằng công thức: * 2,1 z ∑∑ == −−−+−= m i i n i i zzpz 1 * 1 1 * 1 0* )arg()arg(180 φ trong đó p i và z i là các cực và zero của G(z) trước khi hiệu chỉnh. ∑ +−= * 1 0* )( 180 zzG cực đếncủa cực các từ góc φ ∑ − * 1 )( zzG cực đếncủa zero các từ góc độ, quá gian Thời POT lốvọt Độ ⇒ n ω ξ 2* 2,1 1 ξωξω −±−=⇒ nn js Bước 1: Xác đònh cặp cực quyết đònh từ yêu cầu thiết kế về chất lượng của hệ thống trong quá trình quá độ: * * 2,1 Ts ez =⇒ n T ezr ξω − == * 2* 1 ξωϕ −=∠= n Tz . ra ï ï c c Cách 1: Thiết kế gián tiếp hệ thống điều khiển liên tục, sau đó rời rạc hóa ta được hệ thống điều khiển rời rạc. Chất lượng của hệ rời rạc xấp xỉ chất lượng hệ liên tục nếu chu kỳ. ,05.01)(05.01 xlxl { } 0 .62 5 0 .62 5; 0 .62 6; 0 .62 7; 0 .62 7; 0 .62 9; 0 .63 0; 0 .63 2; 0 .63 4; 0 .63 5; 0 .63 4; 0 .63 1; 0 .62 2; 0 .60 6; 0.577; 0.529; 0.455; 0.348; 0.198; ;0)( =kc Sai số xác lập: 375. 062 5.01 xlxlxl = − = − = cre 63 5.0 max =c 62 5.0= xl c %6. 1%100 xl xlmax = − = c cc POT ⇒ 6. đủ nhỏ. Cách 2: Thiết kế trực tiếp hệ thống điều khiển rời rạc. Phương pháp thiết kế: QĐNS, phương pháp phân bố cực, phương pháp giải tích, … 15 December 20 06 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 54 Tr Tr ì ì nh