Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động chương 1 nguyễn thành phúc

Mơn học LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên: Nguyễn Thành Phúc Bộ mơn Điều Khiển Tự Động Khoa CơngNghệ Điện Trường Đại học Cơng Nghiệp TP.HCM Nội dung mơn học Chương 1: Phần tử hệ thống điều khiển tự động Chương 2: Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển liên tục Chương 3: Đánh giá tính ổn định hệ thống Chương 4: Chất lượng hệ thống điều khiển Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục •Chương 6: Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển rời rạc •Chương 7: Phân tích thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc •Chương 8: Hệ thống điều khiển phi tuyến Tài liệu tham khảo Giáo trình: Lý thuyết điều khiển tự động Nguyễn Thị Phương Hà- Huỳnh Thái Hồng- Lương Văn Lăng NXB Đại học Quốc Gia TPHCM Bài tập: Bài tập điều khiển tự động Nguyễn Thị Phương Hà NXB Đại học Quốc Gia TPHCM Tham khảo thêm tài liệu có từ khóa: control, control theory, control system, feedback control, Ví dụ như: Automatic Control Systems , B. C. Kuo. Modern Control Engineering , K. Otaga. Modern Control System Theory and Design , S.M. Shinners Feedback Control Systems, J.V.De Vegte. Chương PHẦN TỬ VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG Nội dung chương Khái niệm điều khiển Các ngun tắc điều khiển Phân loại điều khiển Một số ví dụ hệ thống điều Khái niệm Thí dụ 1: Lái xe, mục tiêu giữ tốc độ xe ổn định V =40km/h 1. Mắt quan sát đồng hồ đo tốc độ: thu thập thơng tin 2. Bộ não điều khiển tăng tốc V40km/h :xử lý thơng tin 3. Tay giảm ga tăng ga: tác động lên hệ thống Kết q trình điều khiển trên: xe chạy với tốc độ “gần” 40km/h. Định nghĩa: Điều khiển q trình thu thập thơng tin, xử lý thơng tin tác động lên hệ thống để đáp ứng hệ thống “gần” với mục đích định trước Khái niệm Thí dụ 2: Hệ thống bơm nước tự động k 1. Phao cảm nhận mực nước: thu thập thơng tin 2. Tác động đĩng tiếp điểm: xử lý thơng tin 3. Máy bơm hoạt động : tác động lên hệ thống Kết q trình điều khiển trên: nước bơm “gần” với mực nước định trước. Điều khiển q trình thu thập thơng tin, xử lý thơng tin tác động lên hệ thống để đáp ứng hệ thống “gần” với mục đích định trước. Điều khiển tự động q trình mà khơng có tác động người. Khái niệm Tai cần phải điều khiển tự động? Đáp ứng hệ thống khơng thỏa mãn u cầu, nên cần tăng độ xác, tăng suất , tăng hiệu kinh tế Các thành phần hệ thống điều khiển thành phần bản: đối tượng, điều khiển, cảm biến Một số thí dụ hệ thống điều khiển Ví dụ 1: Hệ điều khiển kín mực chất lỏng không đổi Ngõ vào R Tín hiệu hồi tiếp Thiết bị điều khiển Tín hiệu điều khiển Giá trị mong muốn Đối tượng điều khiển Độ sai lệch Độ cao hs Một thí dụ hệ thống điều khiển mực chất lỏng Hình vẽ tham khảo từ giáo trình: Cơ sở tự động học, Lương văn Lăng, NXB Đại học Quốc Gia Hệ thống điều khiển mực chất lỏng •Hệ thống điều khiển mực chất lỏng thường gặp q trình cơng nghiệp chế biến thực phẩm, nước giải khát, hệ thống xử lý nước thải, . •Điều khiển mực chất lỏng, điều khiển lưu lượng chất lỏng •Các loại cảm biến đo mực chất lỏng: •Cảm biến đo dịch chuyển: biến trở, encoder •Cảm biến áp suất •Cảm biến điện dung Ví dụ 2: Hệ điều khiển hở nhiệt độ phòng Ví dụ 3: Hệ điều khiển kín tốc độ động DC Hệ thống điều khiển động thực tế •Động cơ: DC, AC •Cảm biến: biến trở, máy phát tốc, encoder •Bộ điều khiển: DC Driver, AC Driver (Inverter) DC Motor Encoder DC Driver Hệ thống ổn định nhiệt độä Hệ thống điều khiển nhiệt độ theo chương trình Một hệ thống điều khiển nhiệt độ thực tế Hệ thống điều khiển nhiệt độä •Nhiệt độ đại lượng tham gia vào nhiều q trình cơng nghệ: sản xuất xi măng, gạch men, nhựa, cao su, hóa dầu, thực phẩm, . •Mục tiêu điều khiển thường giữ cho nhiệt độ ổn định (điều khiển ổn định hóa) hay điều khiển nhiệt độ thay đổi theo đặc tính thời gian định trước (điều khiển theo chương trình). Nhà máy xi măng Nhà máy giấy Hệ thống điều khiển động Động (DC, AC) thiết bị truyền động sử dụng phổ biến máy móc, dây chuyền sản suất. Có tốn điều khiển thường gặp: điều khiển tốc độ, điều khiển vị trí, điều khiển moment. Hệ thống điều khiển định vị anten • Các ứng dụng lý thuyết điều khiển • Áp dụng hầu hết tất lĩnh vực kỹ thuật • Hệthống sản xuất: nhà máy xi măng, nhà máy đường, nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, nước giải khát…. • Q trình cơng nghiệp: nhiệt độ, lưu lượng, áp suất, tốc độ,… • Hệ điện tử: robot di dộng, cánh tay máy, máy cơng cụ,… • Hệ thống thơng tin: hệ thống phát thanh, truyền hình, tổng đài điện thoại • Hệ thống sản xuất truyền tải lượng: nhà máy điện,… • Phương tiện giao thơng: xe hơi, tàu hỏa, máy bay, tàu vũ trụ,… • Thiết bị qn sự: điều khiển rada ,tên lửa, pháo,… • Thiết bị đo lường: máy vẽ,… • Thiết bị điện tử dân dụng: máy điều hòa, ti vi, tủ lạnh, máy giặt, máy ảnh, nồi cơm điện,… • Thiết bị y tế [...]... tiêu điều khiển thường là giữ cho nhiệt độ ổn định (điều •Mục khiển ổn định hóa) hay điều khiển nhiệt độ thay đổi theo đặc tính thời gian định trước (điều khiển theo chương trình) Nhà máy xi măng Nhà máy giấy Hệ thống điều khiển động cơ Động cơ (DC, AC) là thiết bị truyền động được sử dụng rất phổ biến trong máy móc, dây chuyền sản suất Có 3 bài tốn điều khiển thường gặp: điều khiển tốc độ, điều khiển. .. dung Ví dụ 2: Hệ điều khiển hở nhiệt độ phòng Ví dụ 3: Hệ điều khiển kín tốc độ động cơ DC Hệ thống điều khiển động cơ thực tế Động cơ: DC, AC •Cảm biến: biến trở, máy phát tốc, encoder •Bộ điều khiển: DC Driver, AC Driver (Inverter) DC Motor Encoder DC Driver Hệ thống ổn định nhiệt độä Hệ thống điều khiển nhiệt độ theo chương trình Một hệ thống điều khiển nhiệt độ thực tế Hệ thống điều khiển nhiệt độä...Một thí dụ hệ thống điều khiển mực chất lỏng Hình vẽ tham khảo từ giáo trình: Cơ sở tự động học, Lương văn Lăng, NXB Đại học Quốc Gia Hệ thống điều khiển mực chất lỏng •Hệ thống điều khiển mực chất lỏng thường gặp trong các q trình cơng nghiệp chế biến thực phẩm, nước giải khát, các hệ thống xử lý nước thải, Điều khiển mực chất lỏng, điều khiển lưu lượng chất lỏng •Các loại cảm... là thiết bị truyền động được sử dụng rất phổ biến trong máy móc, dây chuyền sản suất Có 3 bài tốn điều khiển thường gặp: điều khiển tốc độ, điều khiển vị trí, điều khiển moment Hệ thống điều khiển định vị anten • Các ứng dụng của lý thuyết điều khiển • Áp dụng trong hầu hết tất cả các lĩnh vực kỹ thuật • Hệthống sản xuất: nhà máy xi măng, nhà máy đường, nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, nước... thoại • Hệ thống sản xuất và truyền tải năng lượng: nhà máy điện,… • Phương tiện giao thơng: xe hơi, tàu hỏa, máy bay, tàu vũ trụ,… • Thiết bị qn sự: điều khiển rada ,tên lửa, pháo,… • Thiết bị đo lường: các máy vẽ,… • Thiết bị điện tử dân dụng: máy điều hòa, ti vi, tủ lạnh, máy giặt, máy ảnh, nồi cơm điện,… • Thiết bị y tế . học LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên: Nguyễn Thành Phúc Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa CôngNghệ Điện Trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM Nội dung môn học Chương 1: Phần tử và hệ thống điều khiển. tham khảo Giáo trình: Lý thuyết điều khiển tự động Nguyễn Thị Phương H - Huỳnh Thái Hoàng- Lương Văn Lăng NXB Đại học Quốc Gia TPHCM Bài tập: Bài tập điều khiển tự động Nguyễn Thị Phương Hà NXB. Vegte. Chương 1 PHẦN TỬ VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG Nội dung chương 1  Khái niệm điều khiển  Các nguyên tắc điều khiển  Phân loại điều khiển  Một số ví dụ về các hệ thống điều Khái niệm Thí dụ 1: Lái