Thông tin tài liệu
Thiết kế hệ thống điều khiển tự động MỤC LỤC Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động LỜI NÓI ĐẦU !"#$%&'()*+#,-."-/0 #10"%&2304)""-&#$ %&%"#!.56"7.,+0 "!0839&*-$""-&#$:; :<6."04-=,<#-.">>" /"7?@%3 ABC/""#$%&D0 +6"7E?.F""-&#$ %&:</G /0<) F-C/$#!0.F!-#%"3 0HI-J.0/.F""-&#$ %&08.!C-'K+L$"".& -$;!/.&4!M//+J>" ,30NC/:L?O#-;P9!!.< QHHI-." 04)""#$% &3 (HI-J4,-RS3ST!U49E+)FLV :L0HI-?P"7,-/.FEW "7-HI-!X!!Y0"% HI-<.+03Z//[[;/ P!<-;Q/.<6<1,\-8!<- # Sinh viên: Nguyễn Văn Sơn Trần Đình Thiêm Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH HÓA ĐỐI TƯỢNG VÀ NHẬN DẠNG ]-&*%#""-&#$%&.F Q.F !4)$!$L-; /""/+/3 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Mô hình và mục đích của mô hình hóa 9;'^-&7-;,!;/)!"0"8! -&#$%<<_`,J40L%3 Phân loại mô hình: a9;+1'^-&%P,<!8!".5%J40 L% O+1<!$/ /".5%3K< #6)bb.,7/7Lb)c ;#""/#$3 a9;?'J40L%O-&;6.+!N--; ,-&// !#-`7d6!/8!#$3 /-;?-;/ !' aRH*X-$ !#6!/$ 3 aRHJ40L%/+/,LeL3 a9;/Q<LeL-;P-/0)+0<HY *ILX/:"3 97&"8!-;'f%!5@!-;O%"< <--;$0#$)J/:<6-;B< )D<@!8)J/cF/:""3 1.1.2 Mô hình hóa và các phương pháp mô hình hóa 9;<! /J40L%-;?8!$<! /-;<!' f%!)<!+1/ /Le! $J40L%#/4$-;, -$ !#6!/8!$3 Ưu điểm: aRH4 /+1<!Le!".53K"""-; QJ40L%$)J/3 Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Nhược điểm: a g#J40L%-;b& /b;< . .,/$/!3 aS%)J/8!-;b&/ !#&<3g+0 #.P !&/4Y2h,-&)J/8!-; 3 aJ40L%-;10";/P/,"-! )B1 O<!D<<,O8!0"$e`.#/ e; 3 f<-;<!10"Lc80"J40L%H8!$ 3 U/?/$#!/$#/ J40L%Y`)8!$!< !.FJJ:-;-!-; $3 Ưu điểm: a(>J/5/!-$)J/Y."FH-; 3 aAW/;b--3 Nhược điểm: a];."FH-;3 aS$#>;)J/3(/;$#$!0Gb& e!$)/2-,O-F-; 3 [b-8!//-;<!!%#"6! /-;<!%#--;<!10"3!h%# /0I/.F!' 1. -/;-;$ 2. U40L%-$ !#+16!/."!/."/-! H-;$ 3. +$#6!/--$ 4. "+L/!-$ 5. i0"5-;%!!-$ 6. 9;P-!" , 1.2 Nhận dạng đối tượng 1.2.1 Định nghĩa K+L'^68b0+-&-;/.Le`)@ `) /&8!-&#$?/78!<F-&)#J/ Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 5)Lb-.+!-&J`eC[3 K<-&//+L /``--;$c L%!`)!I%#-8!$3 1.2.2 Phân loại Theo dạng mô hình sử dụng,H!4!//+L #0"j0")bj/-Y!j$+L-; ;!-$j<!-$+L-;Xj-Y3 Theo dạng tín hiệu thực nghiệm,H!<+L8&+L.5 &3K+L8&")#8&%!) )340/$"%">3K"#$! + G5;><%!#40,OF, \-!kLb/$#! /+3< / +L.5&3S$#,/#$O"&J/+-!); "#3 Theo cấu trúc,!<+L=)+L=O3K+L= O/<-;8!$<+%"O "%#-)/F/)#!8!<3T/0< -<,d!#$"/-G53R,/!0" <)+L=)<.N/!-&=,C ,HL0%G58!#$3 Nhận dạng trực tuyến và nhận dạng ngoại tuyến3c0I08!# +L'"bb:5%0"b!-$8!.& $<!Y!%#$!kLb+L% 0"3K" /+L6#&+F#)/!<+L 0"3 Theo thuật toán ước lượng!<-&$+/;Lb'. $J/%4) !4)G4) .,/L%./W/;!2 Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động //-7-;'KE<'B];<-;)J/ :<-;<)D#J40L%/\//-7-; <!="7 !3\ I&< L%!$#/7Y!3!<;7)G.!$' gFK$)-V)#0lm/5!%8! /OY- )-V73R/5!8!-;F0?-;P3!<k Lb)#L.+!3K!#//!$<%# -$n-I</0`)$!c3S!# F' <Rlopm`)$8! /%3qlopm`)$8!-; r+$ !4-//3 1.2.3 Các phương pháp nhận dạng 1.2.3.1 Dựa trên đáp ứng quá độ 9;$' K#-b8!H!L%!/7 /&8!$J/5) J///5! . h</"+!' a Z+-8!-; a (/Tsf-; a ]"+-%-;8!-; Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động ]-/4e!/-;<e/N$e<J/5 ,.N/-&!-8!bF"0"8!/73 Ví dụ: U>$ /).+t<e/7.+!h'!%#/ .F!' ]u"0"8!/7-$0[b-lt3vwm^xt3v3 • A#$"xy • /78!#<L' Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động ^0/--/7</5w3yy0 z w3{|0 z /Y- } t !0 lm, } xt t xy3 T/0,Le%#/Lb/<c0."I //!3 0/C-'Tb&" ,8! /%#-L<<J,0!!#!-$-;<e `JJ:/5M/-/!-$;b&,-)8!Y %#M;<\/%!/" ,/!3()" /0"#-/$,;0)J/ !3 1.2.3.2 Nhận dạng trên miền tần số ~40!1`-<`)/7$J/56$ ! 4-3(/))<-&!L'))%")# `Lc/L)#/3 ]))$.N)#<.&• $p! /7<.&• 0 $p&#!€3 i/%#-`F/$/!N-L, !4-3 f%!/$#,/!h/.C-$lZLI K0 m?<+L-;//8!-;3 Ưu điểm: a(!-;$•F//EO 3 a9;<,d.6Fe3f$L!&8!#$ J/5h;</,O8!e!P/7#$3 Nhược điểm : a];J/5e8!-;3K"$<e#+LI /0<40!!-3, 0"0!<+." Y!e!<:k!`)!C+L-;; e.Y3A`<kLb-;F.+!F-b) )JJ:e-&4.+}`t3 aK!#0$#`)/7--Y!`.# F6 /< /)F3f<;Y!: !4-F-& $ !3 aA"6!%"#))%"F)#;,H Q%#3 Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động fc/‚I4)J!/!< /Lb%3 1.2.3.3 Nhận dạng vòng kín T/G"%Lb<-//+L= )<)/,CI3 /0.&!0".N4It5)3/7 !<LL!&h' ?hLeLJ/5'$L!&Fp.&)#!3 Ưu điểm: aT/0,LeLk#-$F!$/ /; #3K" /<`)L!&F#)h%&""L! &3 aKY,d%L%!.&4I-!<-/ /3 a^.P,O8!e3 1.3 Nhận dạng đối tượng thực nghiệm !"#$%&'()* Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 1.3.1 Xây dựng mô hình toán học T4.N+8!#$-&.-7' 3 F al- y jm al- y jm •ƒ"L#-`/0l- t m ƒ97P.l-m Z"G^!!I' „A-08!.-7' 3 i!#6!&-O!<0")-;& 8!!<!-&4 /).+' 9;-0.-7' F 3 Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang [...]... dụ: Thiết kế bộ điều khiển dự báo Smith cho đối tượng: Ta có: Ta thiết kế bộ đk cho theo phương pháp tối ưu module: Ta có: Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN MIỀN KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI Đặt vấn đề:Phương pháp thiết kế bộ điều. .. Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Trước khi thiết kế các bộ điều khiển phản hồi trạng thái, các bộ quan sát trạng thái thì phải xét đối tượng đó có điều khiển được và quan sát được hay không: Xét tính điều khiển được của hệ: Một hệ thống tuyến tính, liên tục được gọi là điều khiển được nếu tồn tại ít nhất một tín hiệu điều khiển đưa được nó từ một điểm trạng... khâu trễ: với là thành phần của Cấu trúc hệ thống điều khiển: không chứa khâu chậm trễ Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Biến đổi sơ đồ ta được Các bước thiết kế bộ điều khiển dự báo Smith Bước 1 :Thiết kế bộ điều khiển cho thành phần đã biết (tối ưu module, tối ưu đối xứng ) để trước Bước 2:Xây dựng bộ điều khiển theo các phương pháp đạt được các... điều khiển tự động CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN MIỀN TẦN SỐ 2.1 Thiết kế bộ điều khiển PID 2.1.1 Bộ điều khiển PID Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển PID: PID là bộ điều khiển, viết tắt của ba thành phần cơ bản bao gồm: khâu khuếch đại (P), khâu tích phân (I), khâu vi phân (D) Bộ điều khiển PID được mô tả bằng mô hình vào ra: trong đó - tín hiệu sai lệch (giữa tín hiệu đặt và đầu ra) đầu vào bộ điều. .. sát được 3.2 Cấu trúc điều khiển 3.2.1 Cấu trúc điều khiển phản hồi trạng thái Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Hệ liên tục Hệ gián đoạn Điều kiện để thực thi bộ điều khiển: Biến trạng thái x(t)/x(k) phải quan sát được trực tiếp Điều kiện để tồn tại bộ điều khiển phản hồi trạng thái: Hệ phải điều khiển được hoàn toàn, khi đó (hoặc ) Do cảm biến đắt... chất lượng động học của hệ cải thiện đáng kể: sai lệch tĩnh triệt tiêu, không tồn tại quá trình quá độ, thời gian đáp ứng 40s 3.3.2 Thiết kế các bộ quan sát trạng thái Bài toán thiết kế bộ điều khiển phản hồi đầu ra được thay bằng bài toán thiết kế bộ quan sát trạng thái và bộ điều khiển phản hồi trạng thái Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Lợi... KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Vì yêu cầu bộ quan sát phải nhanh hơn động học của hệ kín nên chọn các điểm cực nằm ở xa trục ảo hơn so với các điểm cực của hệ kín (các điểm cực dùng để thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái) về phía trái Và công việc tính toán LT cũng giống với R nhưng cho đối tượng đối ngẫu: 3.3.3 Thiết kế Bộ điều khiển LQR a) Lý thuyết - Bài toán: Cho hệ tuyến... (a càng lớn thì độ quá điều chỉnh càng nhỏ) Để hệ kín không có giao động thì chọn thì chọn - hệ kín sẽ không ổn định Tính - , nếu Tính Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 2.1.3.3 Bảng tổng hợp thiết kế Như đã phân tích ở mục trên ta có bảng tổng kết thiết kế của phương pháp tối ưu đối xứng: Mô hình đối tượng P-I-T1: Luật điều khiển Tham số PI: 4T P-I-T2:... phương pháp: Làm cho tín hiệu phản hồi chỉ là sai lệch hệ thống phản hồi bình thường Biến đổi sơ đồ: Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 tín hiệu điểu khiển nhỏ hơn Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Bài toán thiết kế đặt ra: Thiết kế sao cho Các bước thiết kế bộ đk IMC: Bước 1: Xác định mô hình Bước 2: Xác định Nếu của đối tượng điều khiển theo công thức không nhân quả, ta viết tách thành... tĩnh thiết kế theo tiêu chuẩn Popov Nhược điểm: Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Nhược điểm của phương pháp thiết kế: do bộ điều khiển là bộ điều khiển tĩnh, không chưa thành phần tích phân nên luôn tồn tại sai lệch tĩnh G(s) = kB ( s) B ( s = 0) =1 A( s) với A( s = 0) Giải pháp khắc phục: - - Thêm luật điều khiển tích phân Thêm bộ lọc số với hệ . Thiết kế hệ thống điều khiển tự động MỤC LỤC Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động LỜI NÓI ĐẦU . /3 Kết luận: 9;8!$.-7' Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN MIỀN. ) a ) Trần Đình Thiêm- Nguyễn Văn Sơn. KSTN-ĐKTĐ-K55 Trang Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 2.1.3.3 Bảng tổng hợp thiết kế KE4)O-b!<.,G"""8!/$$ J7' 9;$
Ngày đăng: 26/10/2014, 15:11
Xem thêm: thiết kế hệ thống điều khiển tự động, thiết kế hệ thống điều khiển tự động, CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH HÓA ĐỐI TƯỢNG VÀ NHẬN DẠNG, 2 Nhận dạng đối tượng, 3 Nhận dạng đối tượng thực nghiệm, CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN MIỀN TẦN SỐ, 1 Thiết kế bộ điều khiển PID, 3 Phương pháp thiết kế bộ điều khiển dự báo Smith, KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI, 3 Các phương pháp tổng hợp Bộ điều khiển, CHUYÊN ĐỀ 4: ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN, 1 Tổng hợp bộ điều khiển phi tuyến mô hình Hammerstein
