Baì giảng chi tiết môn lý thuyết điều khiển tự động dùng cho nghành máy tàu biển chuong 5

Chương Đối tượng điều chỉnh 5.1 Khái niệm đối tượng điều chỉnh phân loại 5.1.1 Khái niệm đối tượng điều chỉnh Khái niệm đối tượng điều chỉnh (đối tượng điều khiển theo nghĩa rộng) sử dụng với hai ý nghĩa khác Đối tượng điều chỉnh trình công nghệ có hay nhiều thông số cần điều chỉnh, đối tượng điều chỉnh trình điều chỉnh điều khiển, ví dụ trình luyện thép, trình thay đổi mức nước, trình cháy nồi hơi, trình thay đổi vòng quay động diesel, trình thay đổi nhiệt độ dầu đốt, dầu nhờn, nhiệt độ phòng, trình thay đổi áp suất ý nghĩa thứ hai khái niệm đối tượng điều chỉnh tổ hợp thiết bị công nghệ mà xảy trình điều chỉnh điều khiển Ví dụ: nồi hơi, động diesel, lò nung thấy phần đầu "sơ đồ chức năng" Với ý nghĩa đối tượng điều chỉnh khâu hệ thống tự động, toàn hoạt động phần tử khác nhằm mục đích phục vụ cho đối tượng Vì việc nắm tính chất đối tượng có ý nghĩa định thành công hay thất bại người thiết kế, khai thác hệ thống tự động 5.1.2 Phân loại đối tượng điều chỉnh Trên quan điểm tính chất đối tượng điều chỉnh người ta phân loại đối tượng điều chỉnh sau: a Phân loại theo dung tích Đối tượng điều chỉnh có nhiều dung tích mà vật chất hay lượng tích tụ Trên sở người ta chia thành: - Đối tượng điều chỉnh dung lượng - Đối tượng điều chỉnh nhiều dung lượng - Đối tượng điều chỉnh không dung lượng b Phân loại theo tính tự chỉnh: - Đối tượng có tính tự chỉnh Fođ > - Đối tượng tính tự chỉnh Fođ < - Đối tượng trung tính Fođ = c Phân loại theo giá trị thông số điều chỉnh - Đối tượng có thông số tập trung - Đối tượng có thông số phân tán Đối tượng xem có thông số tập trung đại lượng điều chỉnh phụ thuộc vào thời gian Còn đối tượng gọi đối tượng có thông số phân tán đại lượng 88 điều chỉnh phụ thuộc vào thông số bổ sung Ví dụ nồi đối tượng điều chỉnh có thông số phân tán đại lượng cần điều chỉnh áp suất trống phụ thuộc vào nhiều thông số: phụ tải, áp suất dầu đốt, nhiệt trị dầu đốt Trên sở mô hình hóa đối tượng điều chỉnh ta nhóm đối tượng điều chỉnh thành nhóm sau: Nhóm 1: Các đối tượng có khối lượng quay quanh trục Chế độ làm việc cân đối tượng nhóm minh hoạ biểu thức mômen quay (hoặc xoắn) chế độ làm việc khảo sát mômen cản phụ tải M® ω J Mc Phương trình biểu thị trạng thái tĩnh đối tượng có dạng Mđo = Mco Khi trạng thái cân bị phá vỡ, ví dụ có thay đổi phụ tải đối tượng lệch khỏi trạng thái cân bằng, trạng thái phản ánh phương trình toán học (phương trình động) J dω = Md − Mc dt J mômen quán tính quy đổi trục khối lượng quay khác với đường tâm trục, với đối tượng định (khối lượng tham gia chuyển động quay bán kính quay không thay đổi) J có giá trị không đổi ω vận tốc góc tín hiệu hay đại lượng cần điều chỉnh đối tượng điều chỉnh Mđ Mc mômen quay mômen cản chế độ động Nhóm 2: Các đối tượng tích trữ công chất khí, không gian tích không đổi Đối tượng đặc trưng nhóm bình chứa khí nén tích không đổi với lượng khí cấp vào thoát thay đổi Đại lượng cần điều chỉnh đối tượng áp suất khí bình Qt V p Qc To 89 Phương trình đối tượng chế độ tĩnh có dạng Qco = Qto Quá trình động xảy có cân lượng khí thoát lượng khí cấp Hiệu lượng khí cấp lượng khí thoát lượng khí tích trữ bình, phương trình động đối tượng có dạng dG = Qc − Qt dt G khối lượng khí tích trữ bình (kg) G = V.γ V thể tích bình, γ trọng lượng riêng khí Qc, Qt lượng khí cấp thoát chế độ động Vì V = const V dγ = Qc − Qt dt Giả sử trình xảy bình chứa trình đa biến, từ phương trình nhiệt động khí ta có p γ dp p dγ = no ⇒ = o n dt np o dt γ γo V γ o dp = Qc − Qt np o dt Giả sử nhiệt độ chế động khảo sát T = T o = const áp suất thay đổi, dựa vào phương trình đặc tính hệ nhiệt động p.V = G.R.T = G.R.To => dG V dp = dt R.To dt Kết hợp lại ta có phương trình động đối tượng loại này: V dp = Qc − Qt R.To dt Với V thể tích bình chứa, R số chất khí, T o nhiệt độ chất khí chế độ khảo sát Nhóm 3: Các đối tượng tích trữ công chất dạng lỏng bình chứa áp suất không đổi Đối tượng đặc trưng nhóm bình chứa chất lỏng áp suất mặt thoáng, lượng chất lỏng cấp Qc, thoát Qt thay đổi, đại lượng cần điều chỉnh mức chất lỏng Qc F h Qt Phương trình đối tượng chế độ tĩnh có dạng Qco = Qto 90 Giả sử F tiết diện bình F = const ta có khối lượng chất lỏng bình chứa G = γ.V = γ.F.h Với h mức chất lỏng bình, γ trọng lượng riêng chất lỏng γ = const Phương trình động bình chứa có dạng F.γ dh = Qc − Qt dt Nhóm 4: Đối tượng tích trữ nhiệt lượng không gian bị giới hạn Đối tượng đặc trưng nhóm buồng kín có nhiệt lượng cấp Hc nhiệt lượng thoát Ht thay đổi Đại lượng cần điều chỉnh đối tượng nhiệt độ T buồng kín Trạng thái cân đối tượng đặc trưng cho cân lượng nhiệt cấp vào thoát khỏi buồng kín Hco = Hto Trạng thái cân bị phá vỡ có nghĩa có tích tụ nhiệt lượng buồng kín, phương trình động có dạng C K dT = Hc − Ht dt Ck nhiệt dung buồng cháy, Ck phụ thuộc vào cấu tạo vật liệu tạo nên buồng cháy Ngoài loại nhóm đối tượng có loại đối tượng khác, nhiên nhóm đối tượng tiêu biểu thường gặp hệ thống thiết bị lượng tàu thủy Như cách tổng quát phương trình động nhóm đối tượng có dạng: B B dy = E1 − E dt dy đại lượng đặc trưng cho lượng tích tụ đối tượng với B hệ số không đổi dt đối tượng, y đại lượng cần điều chỉnh đối tượng E1 E2 tương ứng lượng cấp lượng thoát 5.2 Các tính chất đặc trưng đối tượng điều chỉnh Đối tượng điều chỉnh có số tính chất đặc trưng sau: - Dung tích đối tượng - Quán tính đối tượng - Sức cản trở đối tượng - Khả tự ổn định Chúng ta nghiên cứu số tính chất đối tượng điều chỉnh 5.2.1 Tính chất dung tích đối tượng Dung tích đối tượng khả tích trữ lượng vật chất Dung tích đối tượng thường biểu thị hệ số dự trữ hay gọi hệ số dung tích K z = E y Kz hệ số dự trữ lượng, E lượng vật chất lượng đưa vào đối tượng, y giá trị đại lượng điều chỉnh 91 Hệ số dung tích xác định lượng vật chất lượng đưa vào đối tượng để làm thông số (đại lượng điều chỉnh) thay đổi đơn vị Lượng vật chất lượng cần thiết đưa vào đối tượng để làm thông số thay đổi đơn vị lớn hệ số dung tích lớn tất nhiên dung tích đối tượng lớn Hình vẽ 5.2.1 biểu thị mối quan hệ hệ số dung tích dung tích đối tượng điều chỉnh có đại lượng Δy Kz nhỏ Kz trung bình Kz lớn Kz Hình 5.2.1: Hệ số dung tích đối tượng có dung tích khác Hình vẽ 5.2.2 minh họa cách hình ảnh đối tượng điều chỉnh có dung tích khác Các đối tượng điều chỉnh két hình khối có đáy hình vuông chứa chất lỏng Đại lượng điều chỉnh mức chất lỏng h, lượng vật chất E đưa vào đối tượng lượng nước cấp Q c, giả sử lượng chất lỏng thoát Qt không thay đổi Hệ số dung tích Kz đối tượng xác định K z = Qc Qc Qt Qc F2 h Qc F3 Qt h Qt Qc h F4 h Qt Hình 5.2.2: Dung tích đối tượng Nhìn hình vẽ ta thấy đối tượng thứ dung tích, lượng chất lỏng cấp vào sau thoát không làm tăng mức, đối tượng không tích trữ vật chất Với đối tượng thứ hai mức chất lỏng tăng đơn vị cần đưa vào lượng chất lỏng Q = 1.F2 Với đối tượng thứ ba mức chất lỏng tăng đơn vị cần đưa vào lượng chất lỏng Q = 1.F3 Với đối tượng thứ tư mức chất lỏng tăng đơn vị cần đưa vào lượng chất lỏng Q = 1.F4 Vì F4 > F3 > F2 nên Q4 > Q3 > Q2 đối tượng thứ hai có dung tích nhỏ đối tượng thứ ba đối tượng thứ tư có dung tích lớn Đối tượng điều chỉnh có dung tích, hai dung tích nhiều dung tích Hình vẽ 5.3.3 minh họa đối tượng có một, hai, ba dung tích 92 Qc Qc F h F Qc F h Qt F F Qt F h Qt Hình 5.2.3: Đối tượng hai nhiều dung tích Đồ thị đặc tính biểu thị trình chuyển tiếp, tín hiệu vào nhiễu loạn hàm bước nhảy đơn vị x(t) = 1(t) gọi đường cong chuyển tiếp hay đường cong biểu thị phản ứng đối tượng Hình vẽ 5.2.4 cho thấy đường cong biểu thị phản ứng đối tượng dung lượng, có dung tích nhỏ, có dung tích trung bình có dung tích lớn Đối tượng có dung tích lớn nhiều dung tích thông số biến đổi chậm có tác động nhiễu Như việc xác định đường cong biểu thị phản ứng đối tượng quan trọng cho trình lựa chọn điều chỉnh thích hợp với đối tượng 5.2.2 Sức cản trở đối tượng Sức cản trở đối tượng khả cản trở dòng lượng vật chất lưu thông qua đối tượng Nếu thông số khác không thay đổi, đối tượng có sức cản trở lớn thông số đối tượng biến đổi chậm xuất tác động nhiễu Trên hình 5.5.5 biểu thị đường cong đối tượng có sức cản khác 93 Hình 5.2.5: Phản ứng đối tượng có sức cản trở khác 5.2.3 Quán tính đối tượng Quán tính đối tượng tạo nên hai thông số dung tích sức cản trở, tính quán tính đối tượng đặc trưng cho khả chống lại thay đổi Thông số đặc trưng tính quán tính số thời gian quán tính T đối tượng Thông số biểu thị thời gian cần thiết để đại lượng điều chỉnh đạt giá trị trạng thái cân trở giá trị trạng thái cân cũ sau có tác động nhiễu loạn dạng hàm bước nhảyđơn vị Nếu đại lượng điều chỉnh thay đổi với vận tốc không đổi giá trị thời điểm bắt đầu có tác động nhiễu số thời gian quán tính đối tượng tỷ lệ với dung tích sức cản trở biểu thị công thức T = R.C R sức cản trở, C dung tích Tính quán tính tính chất quan trọng đối tượng trình thay đổi thông số trạng thái chuyển tiếp phụ thuộc chặt chẽ vào 5.2.4 Bậc đối tượng Bậc đối tượng dùng để xác định số lượng dung tích Đối tượng dung tích gọi đối tượng tính quán tính hay đối tượng bậc không Đối tượng có dung tích gọi đối tượng quán tính bậc hay gọi đối tượng bậc Các đối tượng có n dung tích gọi đối tượng bậc n 5.2.5 Tính tự ổn định đối tượng Rất nhiều đối tượng có khả tự trở trạng thái cân sau xuất nhiễu loạn mà không cần có tham gia tác động điều chỉnh (không cần hỗ trợ lượng từ bên ngoài) Tính chất tự hồi phục lại trạng thái cân sau có tác động nhiễu loạn gọi tính tự ổn định (tính tự chỉnh) đối tượng Các đối tượng có khả tự ổn định gọi đối tượng có tính tự chỉnh (đối tượng bền vững), đối tượng khả gọi đối tượng tính tự chỉnh (đối tượng không bền vững) 94 Để xác định toán học khả tự chỉnh đối tượng, người ta dựa vào định luật bảo toàn lượng (hoặc bảo toàn vật chất) Gọi E1 lượng (lượng vật chất) cấp vào đối tượng; E lượng (lượng vật chất) thoát khỏi đối tượng E1, E2 hàm thông số y thông số vào x1, x2 xn đối tượng: E1 = E1(y, x1, x2 xn), E2 = E2(y, x1, x2 xn) trạng thái tĩnh (trạng thái cân bằng) có cân lượng (lượng vật chất) cấp lượng (lượng vật chất) thoát E1o = E2o, thông số tương ứng trạng thái cân có ký hiệu y o, x1o, x2o xno Trạng thái cân đối tượng bị phá vỡ nhiễu loạn nhiễu loạn trong, nhiễu loạn thay đổi phụ tải, thay đổi thông số công chất, nhiễu loạn bên nảy sinh dòng công chất, tượng cộng hưởng Trên sở phương trình động tổng quát đối tượng B - E2) xác định dấu dy = E − E nhận thấy dấu ∆E = (E1 dt dy hay độ lệch đại lượng điều chỉnh ∆y so với trạng thái cân dt Khi độ lệch ∆y mang dấu dương (đại lượng điều chỉnh tăng) hiệu lượng ∆E = E1 - E2 mang dấu dương ngược lại Sau ta xét trường hợp a Đối tượng có tính tự chỉnh (đối tượng bền vững) Giả sử đặc tính lượng cấp thoát đối tượng có dạng phi tuyến biểu thị hình vẽ 5.2.5 Tại điểm A lượng cấp lượng thoát cân nhau, A gọi điểm cân xác định toạ độ tương ứng yo, x1o, x2o Tuyến tính hoá đường cong đặc tính cấp thoát lượng E 1, E2 điểm cân A lân cận Giả sử thông số điều chỉnh y đối tượng bị lệch khỏi trạng thái cân ban đầu đến trạng thái khác y1 (y tăng), đối tượng có chênh lệch lượng cấp lượng thoát ∆E ≈ ∆E' = ∆E'1 - ∆E'2 < có nghĩa vị trí y = y ∆y < Như tương quan lượng cấp thoát có xu hướng làm cho y giảm tác động nhiễu loạn trạng thái cân cũ lại phục hồi Trường hợp thông số điều chỉnh bị lệch phía ngược lại (y giảm) độ lệch lượng ∆E ≈ ∆E' > ∆y > nghĩa y có xu hướng tăng lên tác động nhiễu loạn Như đại lượng điều chỉnh y (thông số ra) đối tượng điều chỉnh bị lệch khỏi trạng thái cân phía ảnh hưởng tác động nhiễu loạn, tương quan lượng cấp thoát đối tượng sinh tác động làm cho đối tượng tự phục hồi trạng thái cân ban đầu tác động nhiễu Đối tượng có khả gọi đối tượng bền vững đối tượng có tính tự chỉnh 95 Đối tượng loại minh hoạ cầu có khối lượng đặt mặt cầu lõm Bình thường lực tác dụng cầu nằm yên đáy mặt cầu, điểm cân cầu Giả sử dùng lực đẩy cầu lệch khỏi vị trí cân bằng, lực tác dụng cầu tự trở lại vị trí cân nhờ trọng lực thân E1, E2 ΔE'1 = E'11 - E'1O < ΔE'2 = E'21 - E'2O > => ΔE' = ΔE'1 - ΔE'2 < E1 E1O = E2O = E'1O = E'2O A ΔE'2 α ΔE' α ΔE ΔE'1 có tính tự chỉnh Hình 5.2.5: Đối tượng b Đối tượng tính tự chỉnh Hình 5.2.6 biểu thị đặcEtính lượng cấp thoát E 1, E2 đối tượng tính tự chỉnh Khi thông số đối tượng thay đổi trạng thái từ y o sang y1 (y tăng) ∆E ≈ ∆E' = ∆E'1 - ∆E'2 > => ∆y > 0, có nghĩa thông số y tăngyOmãi y Khi y thay đổi theo y chiều ngược lại (y giảm) ∆E < suy ∆y < 0, có nghĩa thông số y giảm Như sau tác động nhiễu loạn phá vỡ trạng thái ΔE'1 = E'11 - E'1O > cân tương tượng sinh lực làm cho E1,quan E2 lượng cấp thoát tự thân đối ΔE'2 = E'21 - E'2O < đối tượng chuyển dịch xa trạng thái không ảnh hưởng E2 cân ban đầu mặc=>dùΔE' = ΔE'1 - ΔE'2 > nhiễu Đối tượng có tính chất gọi đối tượng tính tự chỉnh hay gọi đối tượng không bền vững A ΔE'1 E =E = Đối 1Otượng2O loại giống cầu nằm đỉnh mặt cầu lồi Nếu α có khối lượng ΔE' E'1O = E'2O α ΔE ngoại lực tác dụng cầu nằm yên đỉnhΔmặt E' cầu, trạng thái cân cầu Giả sử tác dụng lực vào cầu làm cho lăn khỏi đỉnh mặt cầu Khi lực tác dụng cầu tự trở trạng thái E cân ban đầu tức tự trở nằm đỉnh mặt cầu Muốn trở lại trạng thái cũ cầu cần có ngoại lực hỗ trợ yO y1 y 96 Hình 5.2.6: Đối tượng tính tự chỉnh c Đối tượng trung tính Hình 5.2.7 biểu thị đặc tính lượng cấp thoát E 1, E2 đối tượng trung tính Trong trường hợp đặc tính lượng E1 E2 trùng đối tượng loại thiết lập trạng thái cân với thông số điều chỉnh y ΔE' = ΔE'1 - ΔE'2 = E1, E2 A E1O = E2O E1 ≡ E2 yO y1 y Hình 5.2.7: Đối tượng trung tính Đối tượng loại tương tự cầu có khối lượng đặt mặt phẳng Khi ngoại lực tác dụng cầu nằm yên vị trí cân bằng, có ngoại lực tác dụng cầu chuyển sang nằm vị trí cân khác Như cầu khả tự trở trạng thái cân cũ có khả thiết lập trạng thái cân sau ngoại lực tác dụng d Hệ số tự ổn định đối tượng Khả tự chỉnh đối tượng tính chất quan trọng sở để lựa chọn điều chỉnh phù hợp với đối tượng Nhưng nói chung chung (nói cách định tính) khả tự chỉnh đối tượng khó để thực việc thiết kế, lựa chọn điều chỉnh cho đối tượng Hệ số tự ổn định Fođ - đại lượng đặc trưng cho khả tự chỉnh đối tượng - thông số định lượng khả tự chỉnh đối tượng Nhờ có hệ số tự ổn định F ođ, người thiết kế khai thác có sở để lựa chọn khai thác hệ thống cách xác hiệu 97 Các đối tượng điều chỉnh tự động có trình trở lại trạng thái cân ban đầu (quá trình động) hàm thời gian Nếu trình xảy nhanh chất lượng hàm làm việc hệ thống tốt Tốc độ mà đối tượng trở lại trạng thái cân hay dịch chuyển xa trạng thái cân định độ lệch lượng (tương quan lượng) ∆E Với ∆E lớn trình xảy nhanh hay dy lớn ngược lại Trên sở hệ số tự ổn định đối tượng định nghĩa dt biểu thức sau: Fod = ∆E ∆y Để xác định hệ số tự ổn định, hình (5.2.5) ta thay gần giá trị E E2 giá trị sau tuyến tính hoá E'1 E'2 ta có:  ∂E ∂E1  − ∆y với ∆y = y1 − y o ∂y ÷  ∂y  ∆E ≈ ∆E' = ∆y.tgβ + ∆y.tgα =  Như hệ số tự ổn định đối tượng xác định cách gần Fod = tgα + tgβ = ∂E ∂E1 − ∂y ∂y Trường hợp đối tượng có tính tự chỉnh F ođ > 0, đối tượng tính tự chỉnh F ođ < đối tượng trung tính Fođ = Như khả tự chỉnh đối tượng xác định giá trị tuyệt đối dấu hệ số tự ổn định Hệ số tự ổn định Fođ có giá trị lớn đối tượng có khả tự chỉnh cao Chất lượng động học đối tượng điều chỉnh phụ thuộc vào tính ì (tính quán tính) Như mô tả ta có: B dy = E1 − E dt Vế trái biểu thị tốc độ thay đổi đại lượng điều chỉnh giá trị cho trước Như B lớn dy nhỏ ∆E = E1 - E2 không đổi Do hệ số B đặc trưng cho tính chất tích tụ dt lượng, vật chất đối tượng Trường hợp E - E2 > đạo hàm dy > (hệ số B luôn dương) dt đối tượng luôn tích lượng Do hệ số B hệ số dung lượng, khối lượng riêng, nhiệt lượng riêng không đổi Ví dụ: Đối với đối tượng điều chỉnh tốc độ góc (vòng quay) tuabin - máy nén (động diesel lai chân vịt, hệ số B mômen quán tính quy đổi J Trong trường hợp điều chỉnh mực đo bình chứa hệ số B Fγ từ phương trình ta có: dy E1 − E ∆E = = dt B B 98 Nếu B lớn phản ứng tích tụ lớn tính i đối tượng lớn Tính chất liên quan mật thiết đến việc chọn điều chỉnh hiệu chỉnh làm việc đồng điều chỉnh đối tượng điều chỉnh Đặc tính thời gian biểu thị thời gian không đổi (hằng số thời gian T) thời gian tăng tốc đối tượng điều chỉnh Khi thay đổi cách đột ngột lượng cấp thoát đối tượng điều chỉnh có tính chất tự chỉnh thay đổi y diễn theo quy luật hàm mũ y = y o (1 − e) − τ / T y: thông số đối tượng yo: thông số giá trị cân ổn định T: số thời gian τ: thời gian trễ đối tượng Hình 5.9 Trên hình 5.9 biểu thị đường cong hàm mũ Tuy việc sử dụng số thời gian lúc thuận tiện Có thể biểu thị rõ ràng đặc tính thời gian tăng tốc T a Thời gian tăng tốc Ta thời gian tính từ thời điểm bắt đầu xuất tác động nhiễu đến thời điểm thông số đạt giá trị tác động nhiễu không đổi Hay nói cách khác thời gian tăng tốc T a thời gian mà tác động nhiễu đột biến làm cho đại lượng điều chỉnh thay đổi đạt giá trị định với tốc độ ban đầu không đổi Thời gian tăng tốc phụ thuộc vào hệ số dung tích điều kiện khác hệ số dung tích lớn thời gian tăng tốc đại lượng dài Ví dụ động diesel lai chân vịt, tác động nhiễu đột biến thay đổi tay ga nhiên liệu từ h đến h2 (tăng ga) sau thời gian định vòng quay động tăng từ n1 đến n2 Thời gian nêu thời gian tăng tốc Ở đối tượng có tính tự cân ảnh hưởng tác động nhiễu, thay đổi đại lượng điều chỉnh diễn với tốc độ không đổi Nghĩa đối tượng giá trị thời gian tăng tốc T a số thời gian T trùng Tính động học đối tượng sinh trình làm việc đối tượng hệ thống tự động điều chỉnh, phân tích phương pháp vi phân Phương trình biểu thị quy trình chuyển tiếp hay gọi trình độ đối tượng sau có tác động nhiễu loạn lên đối tượng Câu hỏi ôn tập: Nêu khái niệm phân loại đối tượng điều chỉnh Trình bày tính dung tích đối tượng điều chỉnh Trình bày tính tự ổn định đối tượng điều chỉnh 99 [...]... − ∂y ∂y Trường hợp đối tượng có tính tự chỉnh thì F ođ > 0, đối tượng không có tính tự chỉnh thì F ođ < 0 và đối tượng trung tính thì Fođ = 0 Như vậy khả năng tự chỉnh của đối tượng được xác định bằng giá trị tuyệt đối và dấu của hệ số tự ổn định Hệ số tự ổn định Fođ có giá trị càng lớn thì đối tượng càng có khả năng tự chỉnh cao Chất lượng động học của đối tượng điều chỉnh phụ thuộc vào tính ì (tính... tượng trong hệ thống tự động điều chỉnh, được phân tích bằng phương pháp vi phân Phương trình này biểu thị quy trình chuyển tiếp hay còn gọi là quá trình quá độ của đối tượng sau khi có tác động nhiễu loạn lên đối tượng Câu hỏi ôn tập: 1 Nêu khái niệm và phân loại đối tượng điều chỉnh 2 Trình bày tính dung tích của đối tượng điều chỉnh 3 Trình bày tính tự ổn định của đối tượng điều chỉnh 99 ... gian tăng tốc T a là thời gian mà trong đó khi tác động nhiễu đột biến làm cho đại lượng điều chỉnh thay đổi và đạt được giá trị nhất định với tốc độ ban đầu không đổi Thời gian tăng tốc phụ thuộc vào hệ số dung tích ở các điều kiện khác nhau hệ số dung tích càng lớn thì thời gian tăng tốc của đại lượng càng dài Ví dụ ở động cơ diesel lai chân vịt, tác động nhiễu đột biến thay đổi tay ga nhiên liệu từ... thiết đến việc chọn bộ điều chỉnh và hiệu chỉnh sự làm việc đồng bộ giữa bộ điều chỉnh và đối tượng điều chỉnh Đặc tính thời gian biểu thị bằng thời gian không đổi (hằng số thời gian T) và thời gian tăng tốc của đối tượng điều chỉnh Khi thay đổi một cách đột ngột năng lượng cấp và thoát ở đối tượng điều chỉnh có tính chất tự chỉnh thì sự thay đổi của y diễn ra theo quy luật hàm mũ y = y o (1 − e) −... lớn và ngược lại Trên cơ sở đó hệ số tự ổn định của đối tượng được định nghĩa dt bằng biểu thức sau: Fod = ∆E ∆y Để có thể xác định được hệ số tự ổn định, trên hình (5. 2 .5) ta thay gần đúng các giá trị E 1 và E2 bằng các giá trị sau khi đã tuyến tính hoá E'1 và E'2 ta có:  ∂E 2 ∂E1  − ∆y với ∆y = y1 − y o ∂y ÷  ∂y  ∆E ≈ ∆E' = ∆y.tgβ + ∆y.tgα =  Như vậy hệ số tự ổn định của đối tượng được xác định... một thời gian nhất định vòng quay của động cơ mới tăng được từ n1 đến n2 Thời gian nêu trên chính là thời gian tăng tốc Ở các đối tượng có tính tự cân bằng dưới ảnh hưởng của tác động nhiễu, sự thay đổi của đại lượng điều chỉnh diễn ra với tốc độ không đổi Nghĩa là đối với các đối tượng này giá trị thời gian tăng tốc T a và hằng số thời gian T trùng nhau Tính động học của đối tượng sinh ra trong quá... tượng điều chỉnh tốc độ góc (vòng quay) của tuabin - máy nén (động cơ diesel lai chân vịt, hệ số B chính là mômen quán tính quy đổi J Trong trường hợp điều chỉnh mực đo trong bình chứa thì hệ số B chính là Fγ từ phương trình trên ta có: dy E1 − E 2 ∆E = = dt B B 98 Nếu B càng lớn thì phản ứng tích tụ càng lớn và tính i của đối tượng càng lớn Tính chất này liên quan mật thiết đến việc chọn bộ điều chỉnh... gian τ: thời gian trễ của đối tượng Hình 5. 9 Trên hình 5. 9 biểu thị đường cong của hàm mũ Tuy vậy việc sử dụng hằng số thời gian không phải lúc nào cũng thuận tiện Có thể biểu thị rõ ràng hơn đặc tính thời gian tăng tốc T a Thời gian tăng tốc Ta là thời gian tính từ thời điểm bắt đầu xuất hiện tác động nhiễu đến thời điểm thông số ra đạt được giá trị mới ở tác động nhiễu đó không đổi Hay nói cách khác...Các đối tượng điều chỉnh tự động đều có quá trình trở lại trạng thái cân bằng ban đầu (quá trình động) là hàm của thời gian Nếu quá trình đó xảy ra càng nhanh thì chất lượng hàm làm việc của hệ thống càng tốt Tốc độ mà đối tượng trở lại trạng thái cân bằng... chỉnh phụ thuộc vào tính ì (tính quán tính) của nó Như mô tả ở trên ta có: B dy = E1 − E 2 dt Vế trái biểu thị tốc độ thay đổi của đại lượng điều chỉnh ở một giá trị cho trước Như vậy nếu B càng lớn thì dy càng nhỏ vì ∆E = E1 - E2 là không đổi Do vậy hệ số B đặc trưng cho tính chất tích tụ dt năng lượng, vật chất của đối tượng Trường hợp E 1 - E2 > 0 đạo hàm dy > 0 (hệ số B luôn luôn dương) dt như vậy đối