Điều khiển số Điều khiển số (Digital Control Systems)

iu khin s (Digit l Control ((Digital C t l Systems) Sy t ) Phn A: Mụn hc truyn t cỏc kin thc phc v phõn tớ h, thit k cỏc tớch, ỏ h thng th g iu i khin t t ng g s dng vi x lý (P, (P C, C DSP) DSP) Phn A bao gm cỏc ni dung thuc chng t ỡ h dnh trỡnh d h cho h i i hc h (Version 7, 8/2013) Mó s: EE4435 19 August 2013 Prof Hon.-Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control i iu khin s Chng 1: Mụ hỡnh tớn hiu v h thng Cu trỳc c s ca h thng K s Mụ hỡnh tớn hiu trờn nh z Mụ hỡnh h thngg trờn nh z Chng g 2: iu khin cú p phn hi u Xột n nh h ca h th thng g s Thit k trờn t i thi g gian i xp p x liờn liờ tc t Thit k trờn t i thi g gian i giỏn giỏ on Mt M s dng d g m rng g 19 August 2013 Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control i khin s iu C g 3: iu Chng u khin cú phn p hi ttrng g tthỏi ỏ ễn ễ lli i cỏc ỏ kin ki thc th c s Mụ hỡnh trng thỏi giỏn on Tớnh K c, c QS c v cỏc dng chun Cu trỳc c bn ca h thng K s trờn khụng gian trng thỏi Mt s dng m rng Chng 4: Thc hin k thut h thng K s nh hng ca s húa (lng t húa) biờn Thit k h thng bng mỏy tớnh (MATLAB) Thit Thi k h thng h g vii iu i khin 19 August 2013 Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control i iu khin s Ti liu li tham th kh kho: [1] Isermann R.: Digitale Regelsysteme Bd I und II, Springer-Verlag, Springer Verlag, Auflage 1987 Auflage, 1987-1988 1988 [2] Franklin F kli G.F., GF P Powell ll JJ.D., D W Workman k M M.L.: L Digital Di it l Control C t l off Dynamic D i S Systems Addi Addison Wesley, W l 2ndd 1994 [3] Fửllinger O.: O : Regelungstechnik Regelungstechnik Hỹthig Buch Verlag, Verlag 6 Auflage, Auflage 1990 [4] Quang Q N Ph MATLAB & Simulink Ng.Ph.: Si li k dnh d h cho h k s iu i khin t t ng Nh xut t bn b KH&KT, KH&KT 2004 Chỳ ý: ý Giỏo Giỏ trỡnh t ỡ h ny s dng d dy d cỏc ỏ lp l i i hc h vi i thi lng TC, bao gm lý thuyt v vớ d Vi cỏc lp TC, s dy ging nh lp TC nhng cú thờm bi tp 19 August 2013 Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control Mụ hỡ hỡnh h tớn tớ hiu hi v h thng th 1 Cu trỳc c s ca h thng K s 1.1 Khõu iu chnh: Pt Pt Sai phõn pm uk -m + + p1uk -1 + p0uk = q0 ek + q1ek -1 + + qn ek -n Q ( z -1 ) q0 + q1 z-1 + + qn z-n GéC ( z ) = = -1 -m p0 + p1 z + + pm z P ( z -1 ) 19 August 2013 Hm truyn t trờn i nh hz Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control Mụ hỡnh tớn hiu v h thng g 1 Cu 1.1 C trỳc t ỳ c s ca h th thng g K s Khõu C: s dng vi x lý (microprocessor: mP), mP) vi iu khin (microcontroller: mC) hoc vi x lý tớn hiu (digital signal processor: DSP) Khõu DAC: cú th khụng tn ti mt cỏch tng minh m n minh, di dng thit b cú chc nng DA DA Vớ d: d khõu kh iu ch h vector in ỏp (khi iu i digital khin digi l ng g c ba b pha) ph ) Khõu ADC: thng s dng o c giỏ tr thc ca i i lng l (vớ ( d: d o dũng) dũ ) ụi ụi tn tii d i dng di d g khỏc khỏ nh: h o tc t quay q y bng b g IE 19 August 2013 Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control Mụ hỡnh tớn hiu v h thng g 1 Cu 1.1 C trỳc t ỳ c s ca h th thng g K s Khõu ADC v quỏ trỡnh trớch mu o Sau trớch mu (lý tng) bng ADC ta thu c chui giỏ tr s: kho sỏt tớn hiu giỏn on Ơ * bng cụng c Laplace (hay u (t ) = ộởu (kT ) d (t - kT )ựỷ k k= phõn hõ tớ tớchh ph), h) ng thi to t Ơ i ki kin mụ ụ t h hn hhp vi i cỏc ỏ ộu (k )ự = ộu (0) , u (1) , u (2) , ự hay iu = u (t ) d (t - kT ) ỷ ỷ khõ liờ khõu liờn tc, ta nhõn hõ chui h i vi i k =0 [uk ] = [u0 , u1 , u2 , ] hm (t) v thu c dóy xung: 19 August 2013 Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control Mụ hỡnh tớn hiu v h thng g 1 Cu 1.1 C trỳc t ỳ c s ca h th thng g K s Khõu DAC v quỏ trỡnh lu gi (nh) xut Mụ ụ hỡnh tớn t hiu u cú dng d g bc thang t a g trờn tờ thi gian: Ơ u (t ) = uk {1(t - kT ) -1 ộởt - (k + 1)T ỷự } k =0 Chuyn C uy sa sang g nh Laplace: ap ace: 19 August 2013 1- e-sT U (s) = s Ơ uk e-skT k =0 T ú thu c hm truyn t ca khõu gi chm: U ( s ) 1- e-sT GH ( s ) = * = s U (s) Hon.-Prof Prof Dr.-Ing g habil Nguyn g y Phựng gQ Quang g Electrical Engineering g g - Automatic Control Mụ hỡnh tớn hiu v h thng 1.2 Mụ hỡnh tớn hiu trờn nh z Chuyn phng trỡnh mụ t dóy xung u*(t) sang nh Laplace: Ơ Ơ u (t ) = ộởu (kT ) d (t - kT )ựỷ U ( s ) = ộờuk e-skT ựỳ ỷ * * k =0 Th Thay: * t thu th c: U ( s ) z = e sT ta e Ơ sT =z k =0 = U ( z ) = ộờuk z -k ỳự ỷ k =0 Vớ d: Mt tớn hiu giỏn on v thi gian cho trc bi ùỡù0 uk = k ùùa ợ k