Thuyết trình kỹ thuật điều khiển tự động

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BIÊN SOẠN: NHÓM 06 THÀNH VIÊN: 1.Hoàng Hữu Vỹ 3.Trần Bình Trọng 5.Trịnh Quang Trung KHÁI QUÁT NỘI DUNG: Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Chương 2:PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chương 3: ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chương 4: MỘT SỐ HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN I BỘ ĐIỀU KHIỂN Đ/ CƠ n0 HỘP GIẢM TỐC MÔ MEN E -F TỐ C KẾ n U  Hệ phản hồi tin hiệu –F  Hệ có phản hồi hệ có tín hiệu -F phản hồi so sánh U Hàm truyền (laplace) Hàm truyền =    Với sơ đồ ta có hàm truyền: n( s ) G1 ( s ) = n0 ( s) - Hàm truyền hộp giảm tốc + tải n0 ( s) G2 ( s ) = I (s) -Hàm truyền động I ( s) G3 ( s ) = E ( s) - Hàm truyền điều khiển  Ta có sơ đồ E(s) E(s) I(s) G3 ( s) G3 ( s ) E(s) G2 ( S ) I(s) n0 ( s ) G1 ( s ).G2 ( s) G1 ( s).G2 ( s).G3 ( s ) E(s) G1 ( S ) G ( s) Gọi đại số sơ đồ khối n(s) n(s) n(s) n(s)  Các bộ phận cơ bản của hệ kín : U E Thiết bị điều khiển I n Thiết bị chấp hành F Cảm biến  Vẽ dạng hàm truyền: U(s) E(s) - G3 ( s ) F(s) H (s) I(s) G12 ( s) n(s) CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HỆ ĐKTĐ Có phương pháp: +Sơ đồ khối +Graphe tín hiệu +Phương pháp biến trạng thái Bổ trợ: => LAPLACE: F(s)=L.{f(t)} = f(t): Hàm góc,thực,liên tục theo thời gian F(s): Ảnh laplace hàm góc Bảng biến đổi qua lại F(s)              f(t) Hàm gốc Ảnh laplace x(t) x(t) x(s) x(s) s.x(s) s.x(s) ⇒ HÀM TRUYỀN LÀ GÌ? Ta có ví dụ sau:: Ở ví dụ trên: + Gỗ thô = Đầu vào nguyên liệu Tín hiệu vào + Chiếc máy nghiền = Máy gia công Hàm truyền + Bột gỗ tinh = Sản phẩm đầu Tín hiệu Phương pháp mô tả: I/ Sơ đồ khối đại số sơ đồ khối Các ký hiệu sơ đồ khối U(s) G(s) x(s) X(s) ĐIỂM TỤ + U(s) E(s) Mô tả: E(s)=U(s)+X(s)-F(s) - F(s) ĐIỂM TÁN E(s) X(s) F(s) Mô tả: E(s) = X(s) = F(s) Hệ dao động thẳng +Phương trình cân lưu lượng lực: Q = Qv + Qc + Q = A dx + C dp + λ.p λ dt dt 2x d p.A = m + f dx + k.x dt dt Q(s) = A.s.x(s) + (C.s + λ).p(s) p(s).A = (m.s2 + f.s + k).x(s) Sơ đồ khối Q(s) E(s) C.s+λ p(s) A m.s2 +f.s+k x(s) -F(s) A.s Q(s) A (C.s + λ)(m.s2 +f.s+k) + A2.s x(s) Bạn đọc tối giản để tìm hàm truyền Hệ thủy lực tạo chuyển đông quay-Motor thủy  lực  + Phương trình cân lưu lượng: Q = Qω + Qλ + Qc dp = Dm Ω + C + λP dt + Phương trình cân áp suất: dΩ Dm p = J + fΩ dt +Phương trình laplace: Q(s) = D m Ω( s ) + (C.s+ λ ).P(s) Dm p(s) = (J.s + f).Ω (s) Sơ đồ khối:  Dm Hệ truyền động bánh có trục truyền động Trong đó: J ,J f ,f C C r : momen quán tính khối lượng : hệ số ma sát nhớt : momen chủ động : momen tải Từ hai hình ta có hệ phương trình: C Cr CIr dΩ + f Ω + C I =J r dt 1 dΩ + f Ω =J dt 2 = Cr.N Chuyển sang LAPLACE C (s) = (J s + f ).Ω (s) + CIr (s) 1 1 Cr (s) = (J s + f ).Ω (s) 2 CIr (s) = Cr (s).N Ω (s) = N.Ω (s) Sơ đồ khối CI (s) r C (s) - N C (s) r Ω (s) J s+f 2 J s + f 1 N Ω (s) 4.1.6.Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Phương trình cân bằng điện áp: U= R.I + L + E (1) E = KE.Ω (2) Phương trình cân bằng momen: Km.I = f Ω + J (3)      Phương trình laplace: U(s) = (R + L s ).I(s) + E(s) E(s) = KE Ω(s) Km.I(s) = (f + J.s) Ω(s) Sơ đồ khối: Ω(s) KE Động điện chiều kích từ song song Hệ phương trình cân bằng: U = R.I + L dI dt Km.I = J dΩ + f.Ω dt Chuyển sang laplace: U(s) = (R + L.s).I(s) Km.I(s) = (J.s + f).Ω(s) Sơ đồ khối: U(s) R + L.s U(s) I(s) Km J.s+f Km (R+L.s)(J.s+f) Ω(s) Ω(s) Suy hàm truyền: K m Km Ω(s) R.f = = U(s) (R + L.s)(J.s + f) L.J s + R.J + L.f s + R.f R.f Kn Ω(s) = U(s) s2 + 2.ξ n s + ωn ωn Trong đó: Kn R.f = Cm L.J J ξn = R.J + L.f R.f L.J R.f ωn = : hệ số khuếch đại khâu dao động : tần số dao động riêng : hệ số dao động tắt dần Khi hệ chế độ xác lập: s → Ω(t) = Km U(t) R.f Trên thực tế, mô hình điều khiển tự động có phản hồi, cách hay cách khác Muốn thành lập toán hệ kín cần tiến hành lấy tham số nhúng tín hiệu vào, giải toán hệ hở Các hệ tương tự như: Hệ chuyển động thẳng Hay hệ đây: Hệ chuyển động thẳng => Trên phần sơ lược nhóm học phần “Điều khiển tự động” tránh khỏi thiếu sót, mong thầy bạn bổ sung thêm bỏ qua sai sót => Tài liệu biên soạn dựa báo cáo môn học nhóm chóm 05 giảng PGS.TS Trần Xuân Tùy tài liệu liên quan Chúc bạn học tốt!!! [...]... bài toán Bước 1: Từ mô hình vật lý ta viết phương trình tính toán Bước 2: Biến đổi phương trình vi phân thành phương trình laplace(bảng 2.1) Bước 3 : Vẽ sơ đồ khối và rút gọn sơ đồ khối để tìm hàm truyền Bước 4: Từ hàm truyền ta tìm được : +Tần số dao động riêng của động cơ + Hệ số tắt dần +Phương 2. Ví dụ x f m trình vi phân lưu lượng Q=+c.+�.P +Phương trình quán tính A.P=+f A c � Biến đổi laplace:... hiệu vào X: Các tín hiệu vào A,B,C,D : Các ma trận => Hệ số của phương trình trạng thái Sơ đồ trạng thái D U(t) (t) B X(t) + A + C Y(t) Thiết lập phương trình trạng thái  Vd: + + + (t) = b0U(t) U(t) Hệ Y() Đặt biến trạng thái  X1 = y(t)  X2 =  X3 =  = (t) +U(t) Phương trình trạng thái   + Phương trình trạng thái   Chương 3: ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ ĐKTĐ Lĩnh vực thời gian 1 Phương pháp - Có 2 phương... truyền  Dùng biến trạng thái y(t) 1.2.Trong lĩnh vực tần số: +Đặc tính tần- biên- pha +Đặc tính tần-biên-pha logarit x(t) HỆ • x(t) : tín hiệu điều hòa • y(t): tín hiệu ra y(t) 1.2.1 Đặc tính tần - biên – pha của hệ điều khiển => Chuyển các tín hiệu điều khiển dưới dạng số phức và biểu thị dưới dạng quan hệ tín hiệu vào ra ở chế độ xác lập Phần thực Phần ảo của hàm truyền Pha của hàm truyền của hàm... của hàm truyền Quan hệ giữa biên độ của hàm truyền và biến vào của hàm truyền => Cũng từ phương trình của hàm truyền dạng phức trên, ta vẽ nó trong tọa độ logarit => đặt tính tần số logarit hay đặc tính tần – biên – pha logarit Pha của hàm truyền 2 Các tín hiệu tác động và phản ứng của hệ khi nghiên cứu động lực học 2.1 Tín hiệu vào: Thang đơn vị Tín hiệu ra: Hàm quá độ x(t)=1(t): có giá trị là 0 nếu... Nguyên tắc biến đổi sơ đồ khối 1 Rút gọn khối nối tiếp 2 Rút gọn khối song song 3 Di chuyển điểm tụ ,tán về các vị trí cần thiết 4 Rút gọn hệ phản hồi 5 Trình tự trên thực hiện từ vòng trong ra vòng ngoài 1 Rút gọn khối nối tiếp E(S) G3 ( s) E(S) I(S) G2 ( S ) n0 ( s ) G1 ( S ).G2 ( S ).G3 ( S ) G1 ( S ) n(s) n(s) 2. Rút gọn khối song song G1 ( S ) X1(s) ... 2:PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chương 3: ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chương 4: MỘT SỐ HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN I BỘ ĐIỀU KHIỂN Đ/ CƠ n0 HỘP GIẢM... truyền cho hệ điều khiển PID ??? Sơ đồ khối đặc tính truyền: E(t) I(t) Tương đương Bộ điều khiển PID Đặc tính độ PID t/h a(t) 3.5 Ổn định hệ điều khiển tự động Từ tiêu hệ điều khiển tự động ta nhân... y(t)=yxác -lập • Lim(quá độ)=yxác -lập → Yêu cầu hệ điều khiển tự động hệ động phải tắt dần • LimE(t)=δ → Đây sai số xác lập hệ điều khiển tự động Phân loại hệ khâu khí đặc tính chúng 3.1 Khâu