Báo Cáo Điều Khiển Tự Động BKĐN

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: Hệ thống điều khiển tự động gồm 3 phần tử cơ bản: Thiết bị điều khiển (Controller) Đối tượng điều khiển (Object) Thiết bị đo lường (Measuaring device) II. CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HTĐK SƠ ĐỒ KHỐI GRAPHE TÍN HIỆU BIẾN TRẠNG THÁI

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG NGUYỄN VĂN PHÚC TRẦN QUỐC SƠN HOÀNG QUẢNG THÀNH THÁI VIỆT LONG TRẦN ĐÌNH ĐỒ TRẦN XUÂN CHIẾN I KHÁI NIỆM CƠ BẢN KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ROBOT HÀN TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN LẮP RÁP ĐỘNG CƠ DUCATI KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀNG KHÔNG VŨ TRỤ Hệ thống điêu khiển tự động tập hợp thành phần vật lý có mối liên quan tác dộng qua lại lẫn nhau, để huy, hiệu chỉnh thân diều khiển hệ thống khác CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: Hệ thống điều khiển tự động gồm phần tử bản: - Thiết bị điều khiển (Controller) - Đối tượng điều khiển (Object) - Thiết bị đo lường (Measuaring device) u+ X e C x O y -f M Hình 1: Sơ đồ khối phận hệ ĐKTĐ Trong : u – Tín hiệu vào; y – Tín hiệu ; e – Tín hiệu so sánh; x – Tín hiệu tác động vào đối tượng điều khiển; f – Tín hiệu phẩn hồi II CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HTĐK - SƠ ĐỒ KHỐI - GRAPHE TÍN HIỆU - BIẾN TRẠNG THÁI SƠ ĐỒ KHỐI   a Sơ đồ khối Theo laplace: hàm truyền = u(s) G(s) x(s) SƠ ĐỒ KHỐI * 10 nguyên tắc biến đổi sơ đồ khối: Biến đổi khối nối tiếp: G1(s) G1(s) G1(s) G1(s).G2(s).G3(s) Biến đổi khối song song: G1(s) G1(s) G1(s) G1(s)+G2(s)+G3(s) SƠ ĐỒ KHỐI Di chuyển điểm tụ sang phải khối U(s) F(s) G(s) U(s) F(s) G(s) G(s) SƠ ĐỒ KHỐI Di chuyển điểm tụ sang trái khối: U(s) U(s) G(s) F(s) G(s)   F(s) SƠ ĐỒ KHỐI Di chuyển điểm tán sang phải khối: U(s) G(s) F(s) U(s) F(s) G(s)   SƠ ĐỒ KHỐI Di chuyển điểm tán sang trái khối: U(s) U(s) G(s) F(s) G(s)   F(s) Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 3.3.2 Đặc tính tần số lôgarit Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Đặc tính tần số lôgarit 3.4.Phân loại khâu đặc tính động lực học khâu Khâu khuếch đại Các phần tử có hàm truyền khâu khuếch đại : cảm biến đo lường(xenxin, biến trở,), phần tử khuếch đại điện tử,bán dẫn… Khâu quán tính bậc Các phần tử thuộc khâu : khuếch đại từ, máy phát điện chiều, mạch R-G, L-R, động không đồng pha… Khâu vi phận Là khâu mà chế độ xác lập tín hiệu y(t) tỉ lệ với đạo hàm tín hiệu vào d(x)/d(t) Khâu tích phân Ở chế độ xác lập tín hiệu tỉ lệ với tín hiệu vào theo Khâu dao động Các phần tử thuộc khâu như: mạch điện RLC, động kích từ độc lập, hệ học đàn hồi… Đặc tính động lực học khâu Khâu quán tính bậc Theo thời gian Hàm độ Hàm độ xung Theo tần số Đặc tính tần biến pha Ký hiệu Đặc tính logarit Khâu vi phận Ký hiệu Khâu tích phân Ký hiệu Khâu dao động Theo thời gian Hàm độ Hàm độ xung Theo tần số Ký hiệu 3.5 Bộ điều khiển tỉ lệ – tích phân – vi phân (PID) 3.5.1 Chức năng: Dùng cải thiện đặc tính động lực học, làm hệ ổn định, độ chính xác cao, thời gian đáp  ứng ngắn             PID gồm có: - phần cứng                                   - phần mềm 3.5.2 Mô tả toán học - PID I(t)= Kp.E(t)+K-I E(t) + K-D +  KI  Matlab I(s) = [Kp +  + KD.s].E(s) - Hàm truyền  W(s) =  = Kp + + KD.s KI : hệ số khuếch  đại - đặc trưng cho thời gian đáp ứng KD : hệ số khuếch đại vi phân- độ ổn định hệ thống Kp : hệ số khuếch đại tỉ lệ - đặc trưng cho thời gian đáp ứng   Đáp ứng quá độ: Kp  ->  Ts     KI -> d     KD -> n1.D 3.5.3.Bộ điều khiển Tùy theo yêu cầu của từng đồ thị mà chon bộ điều khiển P, PI, PD, PID      + Điều khiển theo P: = Kp =Wp(s)       + Điểu khiển theo PI   = Kp + = WPI(s)       + Điều khiển theo PD  = Kp + KD.s = WPD(s)       + ĐIều khiển theo PID: 3.5.3 Sơ đồ khối đặc tính độ truyền PID Kp E(s) KI s K D s - Đặc tính quá độ của bộ PID + + I(s) + [...]... +   B CHƯƠNG 4 ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG -Động lực là nghiên cứu sự biến thiên của tín hiệu theo thời gian,tần số vì nó ảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ THƯỜNG SỬ DỤNG TRONG LĨNH VỰC  THỜI GIAN ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ XUNG ĐÁP ỨNG HÀM VẬN TỐC NGHIÊN CỨU ĐÔNG  LỰC  HỌC TRONG LĨNH VỰC  TẦN SỐ ĐẶC TÍNH TẦN BIÊN PHA LOGIC ĐẶC TÍNH TẦN BIÊN PHA 3.1 Các tín hiệu tác động và phản ứng... Tín hiệu vào: hàm điều hòa x(t) = Xsinωt Tín hiệu ra : hàm điều hòa, lệch pha , lệch biên độ Y(t) = Y­msin(ωt­ φ) x(t) A( ) y(t) t  ( ) 3.2 Các chỉ tiêu của đáp ứng quá độ Ts: thời gian đáp ứng δ : sai số của hệ đã được xác lập Tr : thời gian cần thiết để hệ đạt được giá trị điều khiển Tp: thời gian cần thiết để hệ đạt được đỉnh nhô lớn nhất và đầu tiên D: độ vượt khó N: số dao động tắt dần, ta qui... ĐỒ KHỐI 9 Hệ có nhiều tín hiệu vào ra: U(s) X(s) 10 Các nguyên tắc chung: - Rút gọn khối nối tiếp - Rút gọn khối song song - Di chuyển điểm tụ điểm tán về vị trí thíc hợp - Rút gọn hệ phản hồi - Trình tự trện thực hiện từ trong ra ngoài Hệ 2 VÍ DỤ: u(s) G1(s) - G2(s) + + G3(s) - y(s) 2 VÍ DỤ: Các bước giải: B1: u(s) G1(s) G2(s) - B2: + + G3(s) y(s) - u(s) G2(s) + 1 G1(s)   y(s) - B3:   u(s) y(s) - B4: ... hiệu vào: xung đơn vị Tín hiệu hàm độ xung t # d(t) t x(t): hàm d? xung 3.1.3 Tín hiệu vào: hàm tuyến tính v(t) = t Tín hiệu : hàm vận tốc v(t)=t y(t): hàm v?n t?c 45° t 3.1.4 Tín hiệu vào: hàm... hiệu hàm độ 3.1.2 Tín hiệu vào: xung đơn vị Tín hiệu hàm độ xung   d(t) t 3.1.3 Tín hiệu vào: hàm tuyến tính v(t) = t Tín hiệu : hàm vận tốc x(t): hàm d? xung