Bài giảng môn học điều chỉnh tự động truyền động điện

BÀI GIẢNG MÔN HọC ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.1 Khái niệm tiêu chất lượng 1.1- Loại phụ tải Trong thực tế có loại Phụ tải phản kháng Phụ tải nang Trong thực tế làm việc thường có loại phụ tải  Tuỳ trường hợp loại lớn ta tính cho loại 1.2- Tính chất phụ tải đặc tính tải): Là quan hệ giưa mô men tải với tốc độ quay 1.3- Dải điều chỉnh: Là tỷ số giưa tốc độ cao thấp nhất, mặt lý thuyết tốc độ lấy máy sản xuất giưa động máy sản xuất ghép hộp giảm tốc có tỷ số truyền cố định thỡ lấy tốc độ trục động cơ: nmax n®m max D nmin  n®m Trong trình tính toán phải xác định tốc độ điểm tải định mức 1.4- Độ trơn điều chỉnh: ni 1 Là tỷ số tốc độ lân cận:   ni 1.5- Sai lệch tĩnh: St %    n0  n®m 100% n0 Nếu đường đặc tính song song với thì: n0  n®m  n  const  St% max nằm đường đặc tính thấp Nếu đường đặc tính không song song  tính St% cho đường cao thấp nhất, từ lấy St cao để tính toán 1.6- Quan hệ đại lượng: St  n0  nyc n0 Với hệ truyền động điều chỉnh tốc có đặc tính song song thỡ St max nằm đường thấp Trong St sai lệch tĩnh cho phép công nghệ  Stmax ≤ St Với hệ điều chỉnh tốc độ đặc tính không song song biểu thức áp dụng: n  n0 S t đường đặc tính có Stmax 1.2 SO SÁNH HỆ TRUYỀN ĐỘNG HỞ VÀ KÍN ĐỂ ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ KÍN VÀ HỆ HỞ TA ĐI SO SÁNH HỆ TRUYỀN ĐỘNG MỘT CHIỀU HỞ, VỚI HỆ TRUYỀN ĐỘNG CÓ PHẢN HỒI ÂM TỐC ĐỘ Từ hệ ta lập phương trỡnh sau: 1.2.1- Độ sụt tốc độ n:  Với phụ tải trục động n kín < n hở (1 + K)lần 1.2.2- Đặc tính hệ hở hệ kín: Với hệ hở giá trị n0 tải tăng  n hở tăng phụ thuộc vào RBBĐ RU, với hệ kín tải tăng làm n giảm  Uv = (Ucđ - n) ,  Uđk  EBBĐ   Uư với giá trị Ucđ thỡ đặc tính tải tăng không đặc tính trước mà đẩy lên làm việc đặc tính cao (do Uư  trước)  đặc tính hệ kín cứng đặc tính hệ hở 1.2.5- Chống nhiễu:  Nhiễu phụ tải: phụ tải thay đổi  In thay đổi  n thay đổi Với hệ hở thay đổi tốc độ phụ thuộc vào thông số hệ tuyến tính theo Iu Nhưng với hệ kín tải thay đổi qua hệ thống điều chỉnh lại điện áp Uư theo hướng ngược lại tải tác động  Hệ kín có tác dụng chống lại nhiễu tải  Nhiễu điện áp lưới: Ul thay đổi  hệ hở có Uư thay đổi tương ứng, với hệ kín Uư thay đổi  n thay đổi Giả sử Ul giảm  n tăng  Uv tăng UĐK, EBBđ tăng  Uư lại tăng kéo n (tốc độ) tăng  chống nhiễu lưới 10 7.3.2- Giải phương trình không nhất: A- Giải phương trình vi phân cấp vô hướng không nhất: Nhân hai vế phương trình (13) với e-at: 217 Tích phân hai vế phương trình (14) khoảng 0t: 218 B- Giải phương trình: (Với A, B ma trận vuông hệ số hằng) (Nhân hai vế phương trình (13) với e-At) Tích phân hai vế phương trình (17) khoảng 0t: 219  7.4 TÍNH ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC VÀ QUAN SÁT ĐƯỢC CỦA HỆ THỐNG LIÊN TỤC 7.4.1- TÍNH ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC CỦA HỆ LIÊN TỤC A- Ý NGHĨA: MỘT NGUYÊN TẮC LUÔN PHẢI TUÂN THỦ KHI ĐI TÌM LỜI GIẢI CHO MỘT BÀI TOÁN TRONG BẤT KỲ LĨNH VỰC NÀO LÀ TRƯỚC KHI THỰC HIỆN TÌM LỜI GIẢI TA PHẢI XEM CÓ THỰC SỰ TỒN TẠI HAY KHÔNG TỒN TẠI LỜI GIẢI CỦA BÀI TOÁN ĐÓ Ở BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN CŨNG VẬY TRONG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN THƯỜNG CÓ HAI PHẦN:  XÁC ĐỊNH NHỮNG TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN U(T) ĐỂ ĐƯA 220 HỆ TỪ MỘT ĐIỂM TRẠNG THÁI BAN ĐẦU KHÔNG  Tỡm số tín hiệu U(t) xác định được, (hoặc nhiều) tín hiệu mang đến cho trỡnh chuyển đổi chất lượng yêu cầu, ta thực điều khiển hệ thống tỡm tín hiệu U(t) đưa hệ từ điểm trạng thái đầu x(0) trạng thái đích x(T) khoảng thời gian hữu hạn Điều phụ thuộc hoàn toàn vào chất động học hệ thống Không phải hệ thống tồn tự nhiên có khả động học đưa trạng thái mong muốn thời gian hữu hạn Một hệ thống có khả đưa từ điểm trạng thái x(0) điểm trạng thái x(T) gọi hệ điều khiển x(0) 221 B- Tiêu chuẩn điều khiển  Tiêu chuẩn Hautus: Hệ điều khiển hạng ma trận: Rank(SI – A,B) = n  Tiêu chuẩn Kalman: Nếu Rank(A,B;A2B;-An-1B) = n; Nếu khác n không điều khiển Ma trận S: hạng ma trận S (RCS) Rank (S) Ma trậng có n x m bỏ cột, hàng để tính định thức:  cấp n, tiếp tục bỏ hàng cột đi, khác  cấp = n – 222 Ví dụ: Một hệ điều khiển có:  Rank(S) < = n Rank(S) =  Hệ không điều khiển 223 Ví dụ: Cho hệ: 224  Hệ điều khiển 225 7.4.2- Tính quan sát hệ liên tục A- ý nghĩa:  Trong kỹ thuật điều khiển ta thường đề cập tới việc phản hồi tín hiệu trạng thái phản hồi tín hiệu Vấn đề xem xét cần thiết việc phản hồi mà làm để thực việc phẩn hồi tín hiệu trạng thái tín hiệu tất nhiên để thực phải đo, phải xác định giá trị tín hiệu phản hồi Ví dụ: Gia tốc đo trực tiếp mà phải chẩn đoán gián tiếp thông qua việc đo tốc độ khoảng thời gian 226  Công suất điện chẩn đoán gián tiếp nhờ việc đo dòng điện, điên áp,… Để thống chung cho hai hình thức đo trực tiếp chuẩn đoán gián tiếp người ta đưa khái niệm quan sát, quan sát tín hiệu công việc xác định tín hiệu thông qua việc đo trực tiếp tín hiệu chuẩn đoán gián tiếp qua việc đo tín hiệu khác 227 B- Hệ quan sát  Một hệ thống có tín hiệu vào u(t) tín hiệu ta y(t) gọi quan sát thời điểm to tồn giá trị hữu hạn T > t0 để điểm trạng thái x(t0) x(0) xác định cách xác thông qua vector tín hiệu vào u(t), y(t) khoảng thời gian [t0, T] quan sát hoàn toàn thời điểm to với T > to điểm trạng thái x(t0) = x(0) hoàn toàn xác định cách xác, từ vector tín hiệu vào khoảng thời gian [t0, T] 228 Để xác định hệ quan sát hay không quan sát người ta  đưa tiêu chuẩn có tiêu chuẩn phát biểu: Một hệ thống liên tục gọi quan sát nếu:  Tiêu chuẩn Hautus: đảm bảo hạng ma trận: (Ma trận C: biến trạng thái với quan hệ đầu ra)  Tiêu chuẩn Kalman: Người ta thường sử dụng tiêu chuẩn Kalman 229 Ví dụ: Ma trận:  Quan sát 230 Ví dụ: Cho phương trình trạng thái: Phương trình đầu ra: 231