ĐẠI HỌC THAI NGUYEN CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM
TRƯỜNG ĐHKT CễNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phỳc
ook
THUYET MINH
LUAN VAN THAC SI KY THUAT
DE TAI:
NGHIấN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TRUYEN DONG DIEN MOT CHIEU SU DUNG TRONG HE TUY DONG
Hoc viộn: Tran Thi Nam Lớp: CHK9
Chuyờn ngành: Tự động hoỏ
Người HD khoa học: TS.Nguyễn Thanh Hà
Ngày giao đề tài: 01/05/2008
Ngày hoàn thành: 20/02/2009
KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIấN
Trang 2CHUONG I
TONG QUAN VE HE TRUYEN DONG DIEN MOT CHIEU
L1.Khỏi niệm
Động cơ điện núi chung và động cơ điện một chiều núi riờng là thiết bị điện từ quay, làm việc theo nguyờn lý điện từ Khi đặt một dõy dẫn vào trong từ trường và cho dũng điện chạy qua dõy dẫn thỡ từ trường sẽ tỏc dụng một lực từ vào dõy dẫn làm dõy dẫn chuyờn động Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng
* Ưu điểm của động cơ một chiều:
- Động cơ điện một chiều cú thể dựng làm động cơ hay mỏy phỏt trong cỏc điều
kiện làm việc khỏc nhau
- Động cơ điện một chiều cú ưu điểm lớn nhất là điều chỉnh tốc độ và khả năng quỏ
tải vỡ vậy được ứng dụng trong những nghành cụng nghiệp cú yờu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cỏn thộp, hầm mỏ, giao thụng vận tải
- Động cơ điện một chiều cú cõu tạo khụng quỏ phức tạp và khú khăn cho việc chế tạo và sửa chữa.Động cơ điện một chiều cú dải điều chỉnh rộng và cấu trỳc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản
- Hiệu suất làm việc của động cơ điện một chiều tương đối cao Với động cơ cụng
Trang 3Luận văn Thục sĩ kỹ thuật -2- Trong đú: Msx: mỏy sản xuất M: động cơ truyền động BĐ: bộ biến đổi R: Cỏc bộ điều chỉnh
DL: Thiết bị đo lường
Động cơ thường được dựng là động cơ điện một chiều, động cơ khụng đồng
bộ xoay chiều, động cơ bước Cỏc động cơ điện được cấp nguồn điện từ bộ biến đổi Cỏc bộ biến đụi thường được dựng là cỏc bộ chỉnh lưu cú điều khiển tiristor, cỏc bộ
biến tần tranzitor Cỏc bộ điều khiến ở đõy cú hai chức năng:
Thứ nhất là biến đổi điện năng từ dạng này sang dạng khỏc, thứ hai là mang thụng tin để điều khiển cỏc thụng số đầu ra bộ biến đổi
*Hệ truyền động điện một chiều thường được phõn loại:
+ Hệ điều chỉnh tự động truyền động điện điều chỉnh duy trỡ lượng đặt trước
khụng đổi Vớ đụ: Duy trỡ tốc độ khụng đổi, duy trỡ mụmen khụng đổi
+ Hệ điều chỉnh tự động truyền động tựy động( hệ bỏm) là hệ điều chỉnh vị trớ, trong đú cần điều khiển tự động theo lượng đặt trước biến thiờn tựy ý, chỳng ta
thường gặp ở truyền động quay ăng ten, quay rada, cỏc cơ cầu ăn dao mỏy cắt gọt kim loại
+ Hệ điều chỉnh tự động truyền động theo chương trỡnh, thực chất là hệ điều khiển vị trớ nhưng đại lượng điều khiển phải tuõn theo một chương trỡnh định trước, thụng thường đại lượng điều khiến ở đõy là cỏc quỹ đạo chuyờn động trong khụng gian phức tạp nờn cấu trỳc của nú thường gồm nhiều trục, chương trỡnh điều khiển được ghi hi bằng bỡa, Bớng, đĩa từ thường gặp cỏc hệ điều khiển theo chương trỡnh trong trung tõm gia cụng cắt gọt kim loại, hoạt động của robot trong sản xuất L3.Một số phương phỏp đỏnh giỏ độ ụn định và chất lượng của hệ thống L3.1.Cỏc thụng số đỏnh giỏ độ ụn định
Trang 44% Tiờu chuẩn Routh: Gọ sử hệ thống cú phương trỡnh đặc tớnh hệ kớn như sau: aứ:p"+ai.ph! +as.p”” + +an.Ă.p +a = ệ
Tiờu chuẩn Routh phỏt biểu: Điều kiện cần và đủ để hệ thống tự động điện
ụn định theo tiờu chuẩn Routh là:
- VaĂ phải dương
- Cỏc số hạng trong cột thứ nhất của bảng Routh cũng phải dương
% Tiờu chuẩn Huwithz: Cũng với giả thiết như trờn hệ thống cú phương trỡnh đặc tớnh kớn như sau: agp”+ aip”! + a;p”? + + an.Ăp + aạ= 0
Tiờu chuẩn Huwithz phỏt biểu như sau:
Điều kiện cần và đủ dộ hệ thống điều khiển tự động ổn định là: - Wa; phai dương
- Cac dinh thirc Huwithz phai duong b.Tiộu chuan 6n dinh theo đặc tớnh tần số
Một trong cỏc tiờu chuẩn thường dựng là tiờu chuẩn ụn dinh Nyquit dội voi
đặc tớnh tan Logarit
Tiờu chuẩn ổn định Nyquit đối với đặc tớnh tần Logarit được phỏt biểu như sau: Điều kiện cần và đủ dộ hệ thống tự động điều khiến kớn ụn định khi hệ hở ụn định là số chuyển đổi dương bằng số chuyờn đối õm của đường đặc tớnh (@) với đường thắng (-) trong khoảng L(œ) dương Theo hỡnh vẽ (1-2) thỡ hệ thống đạt tiờu
chuẩn Ổn định
1.3.2 Cỏc chỉ tiờu chất lượng
a Chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng thụng qua đặc tớnh quỏ độ
Trang 5Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật -4-
b Cỏc tiờu chuẩn tớch phan
+ Tiờu chuẩn tớch phõn bỡnh phương (ISE) theo tiờu chuẩn này đỏnh giỏ nặng sai lệch lớn và đỏnh giỏ nhẹ sai lệch nhỏ và tiờu chuẩn đỏnh giỏ bởi tớch phõn sau:
[e'tu 0
+ Tiờu chắn ITAE: Theo tiờu chuẩn này đỏnh giỏ nhẹ sai lệch ban đầu,
nhưng đỏnh giỏ tất nặng sai lệch trong quỏ trỡnh quỏ độ và được đỏnh giỏ theo tớch phõn sau: 2 [te(e)ae 0 + Ngoài ra cũn hay dựng tiờu chuẩn kết hợp ITSE như sau: œ [:‹?u 0
Trong do: e(t) là hàm sai lệch
Cỏc tiờu chuẩn ụn định đại số và cỏc chỉ tiờu chất lượng được đỏnh giỏ qua đặc tớnh quỏ độ hay dựng nhất vỡ nú dễ ỏp dụng và cú tớnh tường minh, trực quan, thuyết phục
L4 Mụ hỡnh toỏn học của động cơ một chiều
Động cơ điện một chiều cú nhiều loại, nhưng động cơ điện một chiều kớch từ độc lập hay được sử dụng nhiều vỡ nú cú nhiều ưu điểm, sơ đồ thay thế động cơ
một chiều kớch từ độc lập như sau: U I Un _ + Ie Oe Us
Hinh 1-2 Hộ thong truyộn động động cơ một chiờu kớch từ độc lập
Trang 6ĐC: Động cơ một chiều Ư„: Điện ỏp đặt vào phần ứng động cơ lu: Dũng điện phần ứng l: Dũng điện kớch từ Om: Tw thong kớch từ CE: Cuộn dõy cực từ phụ CB: Cuộn dõy bự Mạ: Mụ men điện từ Mc: M6 men can œ : Tốc độ gúc của động cơ
I.4.1 Mụ hỡnh toỏn học ở chế độ xỏc lập của động cơ một chiều kớch từ độc lập + Phương trỡnh cõn bằng điện ỏp phõn ứng: Uy=E+ l.Ry + Phương trỡnh sức điện động động cơ: E= K.9.@ + Phương trỡnh mụ men điện từ: Mạ, = K.Q.oœ.ly + Phương trỡnh đặc tớnh cơ: U, -1, R, K@
L4.2 Mụ hỡnh toỏn học ở chế độ quỏ độ động cơ một chiều kớch từ độc lập Hệ phương trỡnh được viết cho động cơ như sau:
+ Với mạch kớch từ:
Uxr(p) = Rr.lxr (p) + ẹr.p gr (p) + p.Lkr.lkr (p) + Đối với mạch phần ứng:
u(p) = Rự.l¿ (p) + p.L„.l¿ (p)+ p.Nkr.@kr (p) + E@)
Trong biểu thức trờn dấu (-) khi khử từ, dấu (+) khi tham gia từ húa
Trang 7Luận văn Thục sĩ kỹ thuật -6-
Mpr =NG + do
dt
Mpr: M6 men diộn tir cua dong co
Mc : M6 men can cua phy tai
J: M6 men quỏn tớnh của hệ đó quy đổi về trục động cơ + Phương trỡnh sức từ động tổng:
F = Ikp.Nxr + File)
F,(I,) : Succ tit dong phan tmg phan tng
+ Sức điện động cơ được tớnh như sau:
E = Coo
Mụ men điện từ được tớnh như sau:
Mpr = Col
C: Hang số phụ thuộc vào cầu tạo của động cơ
Trang 8Khối (1) biểu diễn cho phản ứng phần ứng, từ đú thấy tớnh phi tuyến của sơ đồ là rất cao Như vậy cú thể tuyến tớnh húa lõn cận điểm làm việc và cỏc phương
trỡnh tuyến tớnh húa được viết như sau: + Mạch phần ứng: Up + AU(p) = Ry [-Ip+ AI(p) ] +pL[lo + Al(p)] + K[@0 + AQŒ)][@p +Ao()] + Mạch kớch từ: Up + AU(p) = R¿.[Eo+Alk()] +pELx[le + Alu(p)] Một cỏch gần đỳng ta cú phương trỡnh gia số:
AU(p)- [k @B Ap(p) +k.go A@(p)] = Ry Al(p)(1+ Ty p) AU(k) = Ry Al.(p)(1+ Typ)
k.I Ag(p) + k.do Aw(p) - AMc = Jp.Aw(p)
Từ hệ phương trỡnh trờn ta xỏc định được sơ dộ cau tric tuyộn tớnh húa như sau: K AMc AM ư () AU 1/R Koo 1 Ỏ l1 + Tưp Tt -AUK Kọc Klo K@o ; 1/Rkt Kr 1+ Tkp
Hỡnh 1-4 Sơ đụ cấu trỳc khi tuyến tớnh húa
Trang 9Luận văn Thục sĩ kỹ thuật -8-
U@) = R¿.I(p)(1+ Ty p) + Cu.@(p)
Cu.I(p) - Mc(p) = J.p.ứ(p)
Từ hệ phương trỡnh trờn cú thể xõy dựng được sơ đồ cấu trỳc của hệ thống trong
trường hợp từ thụng khụng đổi như sau: Co U (p) 1/Ru C 1 œ(p) 1+ Tup Tp -U
Hỡnh 1-5 Sơ đụ cấu trỳc khi từ thụng khụng đổi
Khi động cơ cú điện ỏp khụng đổi, từ cỏc hệ phương trỡnh tổng quỏt được thành lập ở trờn và khi sử dụng sơ đồ tuyến tớnh húa lõn ận điểm làm việc, thay
AU(@) vào, tớnh toỏn tương tự ta cú hàm truyền của động cơ như sau: kÍL+7 p)—k;
WO) = (77 pip? + Tp +l)
k,, kb la cdc hộ s6, T,, To, T3 la cdc hang s6 thoi gian
I.5.Mụ hỡnh toỏn học của bộ biến đổi
Mụ hỡnh tổng quỏt của bộ biến đổi ba pha mắc theo sơ đồ cầu:
Trang 10Sơ đồ mạch điện gồm 6 tiristor cụng suất Cỏc điện ỏp U¿ xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu.Cỏc tiristor TĂ¿z và Tạ cú nhiệm vụ điều chỉnh dũng điện để cung cấp nguồn điện một chiều cho tải.Chiều điện ỏp như hỡnh vẽ Cỏc tiristor thay nhau
dẫn dũng nhưng lệch pha nhau một gúc =12019
Cỏc biểu thức tớnh toỏn được viết như sau: Với 1ạ(t ) là liờn tục: it) = U:0)=E Điện ap trung bỡnh chỉnh lưu: VÀ Udy = ro } | Jou, cos wtd at 27 _
Udy = { Noy, } =2,34 U, cosa với tải thuần trở
Ungmax= 6U, = 2,45U2
Phương trỡnh cõn bằng điện ỏp của bộ biến đổi:
YĂ.UdoCOSGmin = Y2.Eyam† >(AU,) + Tumax-Ru, + AU ,, max Với :
Udy : Diộn ap khong tải của chỉnh lưu xĂ : hệ số tớnh đến sự giảm của điện ỏp lưới xa : hệ số tớnh đến dự trữ của may biộn ap
Omin? ZOC diộu khiộn cuc tiộu
> (AU,): Tổng sụt ỏp trờn cỏc van Ry, : Dign trở tụng cộng của phần ứng Ry, = Rut Roa = 2 Re
Imax : Dong diộn phan ứng cực đại
AU max: Sụt ỏp cực đại do hiện tượng trựng dẫn Eyam: Sức điện động định mức của động cơ
Trang 11Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 10-
Ud, 2,34
2=
Tỷ số mỏy biến ỏp: ky„= wa
Tinh chon tiristor theo điều kiện phỏt núng: Ungmax = vJ6U, In = !⁄⁄ với hệ số dự trữ chọn là 1,5 IL6.Hàm truyền của bộ biến đổi: Uap) / 1 (T&p + 1)(Tvo 1) Hỡnh 1-7 Sơ đụ tổng quỏt của bộ biến đổi Ke _„ Up)
To: kờ tới sự khụng đồng thời của tớn hiệu điều khiờn với gúc mở của tiristor Tay: Hằng số thời gian của mạch chỉnh lưu
kĂ :hệ sụ khuờch đại của bộ chỉnh lưu
*) Kết luận: Động cơ một chiờu với những ưu điểm như điờu chỉnh tục độ dễ
Trang 12CHUONG 2
GIGI THIEU CAC BO DIEU KHIEN
H.1.Giới thiệu bộ điều khiến kinh điển PID H.1.1.Cỏc luật điều khiến
a.Luật điều khiến tỷ lệ (P)
Tớn hiệu điều khiển trong luật tỉ lệ xỏc định theo biểu thức: U(t) = k,.e(t)
k, : Hộ số tỉ lệ, hay cũn gọi là hệ số khuếch đại
Luật điều khiển tỉ lệ theo tiờu chuẩn của khõu khuếch đại: Tớn hiệu ra luụn trựng pha và ti 1ộ với tớn hiệu vào Điều khiến tỉ lệ cú ưu điểm là tỏc động nhanh và làm việc tốt với một số đối tượng cụng nghiệp Quy luật này khi làm việc với cỏc đối tượng tinh thỡ hệ thống điều khiển luụn tổn tại sai lệch tĩnh Để giảm sai lệch tĩnh
phải tăng k, , nhưng khi đú ẫn tới hệ thốn g sẽ mất ổn định do dao động của hệ
thống tăng và độ quỏ điều chỉnh lớn
b.Luật điều khiến tớch phõn()
Tớn hiệu điều khiến được xỏc định theo biểu thức:
1
U(t) = T [zw+U,
T; : Hằng số thời gian tớch phõn
Up : Gia tri đầu ra của bộ biến đổi tại đầu thời điểm làm việc
Trong quy liật tớch phõn giỏ trị điều khiển U@) chỉ đạt giỏ trị xỏc lập(quỏ trỡnh điều khiển đó kết thỳc)khi e(t) = 0, hay ững cú thể núi tớn hiệu ra được xỏc định bằng tớch phõn tớn hiệu vào Quy luật này cú ưu điểm triệt tiờu được sai lệch tĩnh, nhưng tớn hiệu ra luụn chậm pha so với tớn hiệu vào do đú hệ thống luụn tỏc động chậm Đõy là nhược điểm của quy luật này, vỡ vậy khụng sử dụng quy luật này một mỡnh mà phải phối hợp với cỏc quy luật khỏc để việc điều khiển đối tượng đạt kết quả
c.Luật điều khiến vi phõn(D)
Trang 13Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật - 12-
U@) = Tụ ae)
Tạ : Hằng số thời gian vi phõn
Tớn hiệu ra được xỏc định bằng vi phõn của tớn hiệu ra Ưu điểm của quy luật
là độ tỏc động nhanh, rỳt ngăn thời gian quỏ độ nhưng cú nhược điểm là: lượng quỏ
điều chỉnh thường vượt quỏ trị số cho phộp và phản ứng với cỏc nhiễu cao tần Luật điều khiển vi phõn cũng khụng được sử dụng một mỡnh và phải phối hợp với cỏc
quy luật điều khiến khỏc
e.Luật điều khiến tỉ lệ- tớch phõn (PD
Kết hợp luật điều khiển tỉ lệ (P) với luật điều khiến tớch phõn (J) đ hỡnh
thành luật điều khiến tỉ lệ - tớch phõn (PD
Tớn hiệu điều khiển được xỏc định:
U@) =k,[ eŒ) + fetar+u,
Luật nay vừa tỏc động nhanh(nhanh hơn quy luật tớch phõn nhưng chậm hơn quy luật tỉ lệ) vừa triệt tiờu sai lệch tĩnh Do cú những ưu điểm trờn nờn luật điều khiển PI được ứng dụng rộng rói trong thực 6, đỏp ứng được yờu cầu chất lượng của hầu hết quỏ trỡnh cụng nghệ Tuy nhiờn do ảnh hưởng củ a thành phõn tớch phõn nờn tốc độ tỏc động của quy luật PI bị chậm, do đú nếu đối tượng cú nhiễu liờn tục mà đời hỏi độ chớnh xỏc điều chỉnh cao thỡ quy luật PI khụng đỏp ứng được
f.Luật điều khiển tỉ lệ - vỉ phõn (PD)
Kết hợp luật điều khiển tỉ lệ với luật điều khiển vi phõn để hỡnh thành luật điều khiển tỉ lệ - vi phõn (PD):
Tớn hiệu điều khiến được xỏc định theo biểu thức:
U(t)= kp [e(t) + Ta =“ ]
Trang 14cụng nghiệp quy luật này chỉ sử dụng ở những nơi đũi hỏi độ tỏc động nhanh như điều khiển tay mỏy
g.Luật điều khiến tỉ lệ- tớch phõn — vỉ phõn (PID) Tớn hiệu điều khiờn được xỏc định theo cụng thức:
T,
U(t) = k,[e(t)+ [a( (tr +T,, delt 8|, Uo
i 0
Đõy là luật điều khiển đỏp ứng được yờu cầu về chất lượng của hầu hết cỏc quỏ trỡnh cụng ngiệ Cú thể núi quy luật PID tương đối hoàn hảo, tuy nhiờn việc
hiệu chỉnh tham số của nú khỏ phức tạp đũi hỏi người sử dụng phải cú trỡnh độ nhất
định
Với bộ điều khiển PID sộ, tớn hiệu điều khiến cũng được xỏc định theo biểu thức:
UŒâ = kạ(eŒ) +“~Š"z(Ê)+ 2Ê [eœ - é]} T.# T
e(k), u(Œ) là những đại lượng rời rạc hoặc số T: Thời gian lẫy mẫu
I.1.2.Cỏc bộ điều khiến
a Bộ điều khiến P (Bộ điều khiển khuếch đại tỉ lệ)
Là dạng đơn giản nhất thuộc họ PID Thuật toỏn khuếch đại tỉ lệ đưa ra tớn hiệu điều khiển u() tỉ lệ với giỏ trị tức thời của tớn hiệu sai lệch điều khiến e(‡): u(t) = k,.e(t)
Khi xuất hiện tớn hiệu sai lệch e(), thụng qua bộ điều khiển tớn hiệu này
Trang 15Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật - 14-
fu()
e(t)
x(t) Bộ điều u(c) Đụi tượng - y(t)
(+) khiộn p diộu khiộn _ fâ) R(s)=kp G(s) -Uc z(t) Thiột bi do luong
Hỡnh 2-1.Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động sử dụng bộ điều khiển P
Nguyờn tắc làm việc: Khi tớn hiệu sai lệch e(t) lớn, đỏp ứng đầu ra y(‡) sẽ rất nhỏ so với tớn hiệu đặt x(t) Để cho giỏ trị y() tiễn gần giỏ trị xỏc lập x() bộ điều khiến phải tạo ra khả năng bự trừ sai lệch bằng cỏch khuếch đại tớn hiệu điều khiển cú giỏ trị lớn để duy trỡ sự ụn định của hệ thống hoặc ngược lại khi tớn hiệu sai lệch e(Ê) nhỏ, đại lượng đầu ra y(t tiễn gần giỏ trị xỏc lập thỡ sự tỏc động của điều khiển lờn đối tượng u( sẽ nhỏ bớt đi dộ dam bảo sự ụn định của hệ thống
Bộ điều khiển (P) cú cầu trỳc đơn giản song nú luụn tổn tại sai số ở chế độ
xỏc lập Nếu cẫu trỳc hàm truyền hệ hở của hệ thụng khụng chứa khõu tớch phõn thỡ
sai số xỏc lập sẽ làm 1 hằng số X e= lime(t)=—2 (t) ;
mm
Xo: Biộn độ tớn hiệu đầu vào
k: Hệ số khuếch đại của hàm truyền hệ hở khõu tớch phần cú mặt trong hệ thống sẽ dẫn đến triệt tiờu sai lệch tĩnh
Từ cụng thức rỳt ra kết luận:
Trang 16đến một giỏ trị xỏc định nào đú thỡ hệ thống bắt đầu dao động và làm cho nú mat 6n
định trước khi đạt được gia tri khuếch đại mong muốn b.Bộ điều khiến tớch phõn - tỉ lệ (PD
Là dạng điều khiển sử dụng phổ biến trong họ PID So với bộ điều khiển p, bộ điều khiến PI mở rộng thờm thành phõn tớch phõn (cũn gọi là tỏc động tớch phõn) với mục đớch triệt tiờu sa1 lệch tĩnh, tỏc động tớch phõn đưa ra tớn hiệu điều khiến tỉ lệ với tớch lũy của sai lệch điều khiển quan sỏt được e( fu(t)
Bộ điều u() Đối tượng - y(t)
khiộn I _è điều khiển ˆ 1 R(s)=kp(1 + —— (s)=kp(l + = 9) G(s (s) -Uc Thiột bi đo lường
Hỡnh 2-2.Sơ đụ hệ thụng với bộ điờu khiển PI Hàm truyền của bộ điều khiển PI là:
Us) i ee og
RS) = E(s) PTs Pos
U(s) = k,.E(s) + k E(s) 5
Trong thực tế việc chọn thụng số điều chỉnh k,, Ti để phự hợp với đối tượng,
đỏp ứng được cỏc chỉ tiờu chõt lượng của quỏ trỡnh quỏ độ là vần đờ hờt sức quan
` La A 9 ~ ° A A ° A ye vy A ` ^ vr ⁄#
trọng vỡ tớn hiệu ra của bộ biờn đụi chậm pha so với tớn hiệu vào một gúc( - 2 +0) chớnh là phụ thuộc vào tham số này Về tốc độ tỏc động thỡ quy luật PI chậm hơn so
với qui luật tỉ lệ và nhanh hơn quy luật tớch phõn
Trang 17Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - l6-
Về tớnh chất của luật điều khiển tỉ lệ thỡ nú cú đỏp ứng tốt xong tụn tại sai số
tĩnh lớn khi tăng hệ số kp lờn cao thỡ sai ú giảm nhỏ, dao động trong quỏ trỡnh quỏ độ lại lớn dẫn đến chất lượng của quỏ trỡnh quỏ độ xấu đi và khi kp quỏ lớn thỡ hệ
thống mất tỏc động
Khi k, dat gia tri tối ưu thỡ chất lượng đỏp ứng của hệ thống chỉ phụ thuộc vào thời gian tớch phõn Khi T; lớn cú nghĩa là tớn hiệu U() cú giỏ trị nhỏ, ảnh hưởng của
khõu tớch phõn đến đỏp ứng quả độ ớt vỡ vậy mà bộ điều khiển PI hoạt động như bộ
điều khiển tỉ lệ Tức là đỏp ứng đầu ra ụn định nhưng sai số vẫn cũn lớn so với yờu cau
Khi T; giảm nhỏ(T;<I1) thỡ thành phần tớch phõn cú tỏc động tớch cực, đỏp ứng quỏ độ chưa cú dao động nhưng sai số xỏc lập lỳc này = 0 Khi giảm nhỏ T; đến một trị số nào đú thỡ quỏ trỡnh quỏ độ khụng cũn đơn điệu mà nú trở thành quỏ trỡnh dao động Như vậy cú thể thấy rằng thụng số T; ảnh hưởng lớn đến chất lượng của quỏ
trỡnh quỏ độ Việc lựa đặt T; làm cho chất lượng quỏ trỡnh quỏ độ tốt lờn hoặc nguogc
lại và cú thể làm cho hệ thống mat ụn định
Thiết bị PI được sử dụng rộng rói trong cụng nghiệp Tuy nhiờn do ảnh hưởng của thành phõn tớch phõn nờn tốc độ tỏc động của bộ điều khiển bị chậm đi Nếu đối tượng cú nhiễu tỏc động liờn tục mà đũi hỏi độ chớnh xỏc cao thỡ ở bộ điều khiển này khụng đỏp ứng được
c.Bộ điều khiến tỉ lệ- tớch phõn -vi phan (PID)
Cỏc bộ điều khiển tỉ lệ -tớch phõn (PD hoặc tỉ lệ - vi phõn(PD) đ đỏp ứng được cỏc yờu cầu về chất lượng trong quỏ trỡnh điều khiến Tuy nhiờn chỳng cũn tồn tại một số nhược điểm cơ bản, vớ dụ như ở bộ điều khiển PD rất nhạy với tớn hiệu nhiễu vỡ bản thõn PD là bộ lọc thụng cao, với độ lọc lớn hơn sẽ làm tăng ảnh hưởng của nhiễu Với bộ điều khiển PI lại là nguyờn nhõn kộo đài thời gian tăng tốc và thời gian xỏc lập Để thỏa món yờu cầu về chất lượng người ta sử dụng tổ hợp điều khiến tỉ lệ- tớch phõn — vi phõn (PID) Bộ điều khiển PID kết hợp đư ợc những điểm mạnh của cỏc bộ điều khiển P,PI,PD, nhằm cải thiện quả trỡnh quỏ độ, đồng
Trang 18Hàm truyền đạt của hệ điều khiển PID cú dạng: R(s) = us) =k,{ 1+ + + Ts } =k, + +kys (s) T,s Sơ đồ khối của bộ điều khiến PID: fu(t) x(t) e(t)) Dieu khiờn u(t) | Dội tuong y(t) >| điều khiển > (+) C) PID — 1 R(s)=kp{l +76 +Td.S} G(s) -Uc Z(t) Thiột bi do luong
Hinh 2-3 So dộ hộ thing vội bộ diộu khiộn PID
Trang 19Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - lĐ-
Đối với thành phần vi phõn trong bộ điều khiển PID, thỡ tỏc động điều khiển cú khuynh hướng dự phũng trước cỏc thay đổi trong tớn hiệu sai số do đú làm giảm khuynh hướng dao động Tỏc động điều khiến là tỏc động tốc độ Khoảng thời gian Tạ gọi là tốc độ suất hoặc cũn gọi là thời gian sớm lờn tớnh bằng phỳt.Hệ số khuếch đại kạ là khoảng thời gian Tạ mà trong đú tỏc động vị phõn làm cho tỏc động hỡnh thành bởi điều khiến tỉ lệ sớm hơn
Trong thực tế bộ điều khiển PID cú thể được hỡnh thành từ việc mắc nối tiếp hai bộ điều khiển PI và PD Lỳc này hàm truyền bộ điều khiển cú đạng: R@) = ku(1+ -—).(1+ Tạs) 1s Cũng cú thể sử dụng rộng rói bộ điều khiển PID thực mà hàm truyền cú dạng: 1 T, R(s) = k,(1+ — +—4 (S) = Kol Ts Ts+l ) Bộ PID số cú hàm truyền giỏn đoạn: T, Z-1 T Z R(Z) =k, (1+ 4 = +=, Z)=ky + B+)
Và phương trỡnh sai phõn cú dạng:
U(kT) =k, { e(kT) + a Ae(k —1)T + ~ Lek}
Đề tăng cường khả năng chống nhiễu người ta cú thể sử dụng bộ điều khiển PID cú bộ lọc, với hàm truyờn:
1 R(s) = k, dược +
Với N là giỏ trị cho trước (N = 500 + 1000)
11.1.3.Chon bộ điều khiến và đặt thụng số cho bộ điều khiến Cỏc bước tớnh chọn thụng số cho bộ điều khiển PID theo tiờu chuẩn:
1).Cho bộ điều khiển hoạt động ở chế độ P Cỏc tỏc động vi phõn và tớch phõn đúng kớn hoàn toàn, nghĩa là đặt T; = œ , Tạ = 0 Lỳc này bộ điều khiến là bộ điều khiển tỉ
A
Trang 202) Tăng hệ số khuếch đại k, đến một giỏ trị nào đú đỏp ứng đầu ra xuất hiện cú dao động với biờn độ khụng đồi(ở biờn giới ụn định)
3).Đo chu kỳ dao động Tosc, lỳc này đọc giỏ trị k,, đõy là giỏ trị khuếch đại tới hạn
Kpm
4).Từ đú tựy thuộc vào việc sử dụng bộ điều khiển mà đặt thụng số cho nú theo
bảng Chỳ ý rằng sự hội tụ của tiờu chuẩn này chỉ đảm bảo với độ dự trữ ụn định
biờn độ là 6dB[ AL(@) = 6dBỊ
Trong trường hợp hệ số khuếch đại kọ, thời gian trễ L, hằng số thời gian + của đối
tượng đó biết trước thỡ việc chọn cỏc thụng số của bộ điều khiển cú thể dựa vào
bảng sau để xỏc định theo phương phỏp mụdul tối ưu, với x = e;/e; 100% là độ quỏ điều chỉnh tớnh theo % Bảng2-] Bộ điều Thụng sụ K, T; Tạ khiờn R(s) ~k, - 0.5 kem R(s) = k,[1+ 1, 0,45 kotn 0,85 Tosc 1,s 0,6 Kph 0,5 Tosc 0,12 Tosc 1 R(s) = k,[ 1+ 7, ts] i
Ngoài ra việc chọn đặt cỏc thụng số PID cũn cú một số phương phỏp như của
Trang 21Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 20- Bang2-2 Bộ điều khiến Thụng số tụi ưu P — 7? _ 2T+1 PD - (6f+1U2f?-1 p_ 4+1 2(48T? + 30T + 5} 4(6T +1) I K 1 1 2(T +1) PI K - +O +3F+1 1 6Tˆ+67+3 A(48T?+30T+5) I 6T?+6T+3T+1 PID K = 1 2 Tứ +1)-2 1_ — 15(27+1|6T°+6T +1) 1 1807* +2407? +1357? + 427 +1 — 6074 +607? +27T* +7T +1 1807 * +2407? +1357? + 427 +1 *Cỏc kết luận:
- Khi hệ thống làm việc với bộ điều khiển cú cấu trỳc tỉ lệ thỡ hệ thống luụn tồn tại
sai số ở chế độ xỏc lập Đề giảm sai sộ ta tăng hệ số khuếch đại lờn, nhưng nếu
(ko.k› > kạn) thỡ đỏp ứng của hệ thống bắt đầu dao động và hệ thống mất ổn định - Bộ điều khiển P: hầu hết khụng sử dụng trong thực tế vỡ bộ điều khiển này trừ được sai lệch tĩnh nhưng lại ảnh hưởng tới quỏ trỡnh quỏ độ và dễ gõy mắt ụn định hệ thống
- Bộ điều khiển PI: Cú wu dộm tỏc động nhanh, triệt tiờu được sa1I lệch nhưng nếu đối tượng cú nhiễu tỏc động liờn tục mà đũi hỏi chớnh xỏc cao thỡ bộ điều khiển PI
khụng đỏp ứng được
- Bộ điều khiển PD: Chỉ sử dụng ở những nơi đũi hỏi tốc độ tỏc động nhanh
Trang 22cụng nghệ Nhưng việc hiệu chỉnh tham số của nú rất khú khăn, phức tạp đũi hỏi người sử dụng phải cú trỡnh độ nhất định vỡ vậy bộ điều khiển này chỉ được sử dụng ở những nơi cần thiết khi bộ điều khiển PI khụng đỏp ứng được yờu cầu về chất lượng điều chỉnh
I2 Bộ điều khiến mờ
I2.1Cẫu trỳc của bộ điều khiến mờ
a.Sơ đồ khối của bộ điều khiến mờ
Hoạt động của một bộ điều khiển mờ phụ thuộc vào khả năng và phương phỏp rỳt ra kết luận theo tư đuy của con người sau đú được cài đặt vào mỏy tớnh trờn cơ sở logic mờ
Một bộ điều khiển mờ bao gồm ba khối cơ bản: Khối mờ húa, thiết bị hợp thành, và khụi giải mờ Ngoài ra cũn cú khụi giao diện vào và giao diện ra
diện vào Giải mờ
Hỡnh 2-5 Cỏc khối chức năng của bộ điễu khiển mờ
+ Khối mờ húa : Cú chức năng chuyờn mỗi giỏ trị rừ của biến ngụn ngữ đầu vào thành vecto u cú số phần tử bằng số tập mờ đầu vào
+ Thiết bị hợp thành: bản chất của nú là sự triển khai luật hợp thành R được xõy dựng trờn cơ sở luật điều khiến
+ Khối giải mờ: Cú nhiệm vụ chuyển tập mờ đầu ra thành giỏ trị rừ yo(ứng với mỗi giỏ trị rừ xọ để điều khiển đối tượng)
+ Giao diện đầu ra: Thực hiện chuyờn đổi tớn hiệu ra( từ số sang tương tự) để điều khiển đối tượng
Nguyờn tỏc tổng hợp một bộ điều khiển mờ hoàn toàn dựa vào những phương phỏp toỏn học trờn cơ sở định nghĩa cỏc biến ngụn ngữ vào/ra và sự lựa chọn những luật điờu khiờn Do cỏc bộ điờu khiờn mờ cú khả năng xử lý cỏc giỏ trị vào/ra biờu diễn
Trang 23Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 22 -
dưới dạng dấu phẩy động với độ chớnh xỏc cao nờn chỳng hoàn toàn dap ứng được cỏc yờu cầu của một bài toỏn điều khiển “rừ ràng” và “chớnh xỏc”
b.Phõn loại bộ điều khiến mờ
Bộ điều khiển mờ được phõn loại theo những quan điểm khỏc nhau:
Theo số lượng đầu vào và đầu ra ta phõn ra cỏc bộ điều khiển mờ:
+ một vào — mot ra (SISO)
+ Nhiều vào — một ra (MISO)
+ Nhiều vào - nhiều ra (MIMO)
Bộ điều khiển mờ MIMO rất khú cài đặt thiết bị hợp thành Mặt khỏc một bộ
điều khiến n đầu ra dễ đàng cài đặt thành m bộ điều khiển mờ chỉ cú một đầu ra vỡ
vậy bộ điều khiển mờ MIMO chỉ cú ý nghĩa lý thuyết,thực tế khụng dựng
Theo bản chất của tớn hiệu đưa vào bộ điều khiến ta phõn ra bộ điều khiển mờ tĩnh và bộ điều khiển mờ động Bộ điều khiển mờ tĩnh chỉ cú khả năng xử lý cỏc
tớn hiệu hiện thời, bộ điều khiển mờ động cú sự tham gia của cỏc giỏ trị đạo hàm
hay tớch phõn của tớn hiệu, chỳng được ứng dụng cho cỏc bài toỏn điều khiến động
Bộ điều khiển mờ tĩnh chỉ cú khả năng xử lý cỏc tớn hiệu hiện thời.Đề mở
rộng miền ứng dụng của chỳng vào cỏc bài toỏn điều khiển động, cỏc khõu động
học cần thiết sẽ được nối thờm vào bộ điều khiển mờ tĩnh nhằm Cung cấp cho bộ
điều khiến cỏc giỏ trị đạo hàm hay tớch phõn ủa tớn hiệu Cựng với những khõu động học bổ sung này, bộ điều khiển tĩnh sẽ trở thành bộ điều khiển mờ động IH.2.2.Cỏc bước tổng hợp một bộ điều khiến mờ
Trang 24Với một miễn compact X e Rạ (n là đụ đõu vào) cỏc giỏ trị vật lý của biờn ngụn ngữ đầu vào và một đường phi tuyờn g(x) tựy ý nhrng liờn tục cựng cỏc đạo hàm của nú trờn X thỡ bao giờ cũng tụn tại một bộ điờu khiờn mờ cơ bản cú quan hệ:
Sup |y(x)- a(x) < e với e là một số thực dương bất kỳ cho trước
xeX
Điều đú cho thấy kỹ thuật điều khiển mờ cú thờ giải quyết được một bài toỏn tổng hợp điều khiến (tinh) phi tuyến bất kỳ
Dộ tong hợp cỏc bộ điều khiển mờ và cho nú hoạt động một cỏch hoàn thiện ta cần thực hiện thụng qua cỏc bước sau:
1) Khảo sỏt đối tượng, từ đú định nghĩa tất cả cỏc biến ngụn ngữ vào, ra và miền
xỏc định của chỳng Trong bước này cần chỳ ý một số đặc điểm cơ bản của đối tượng như: Đối tượng biến đổi nhanh hay chậm? Cú trễ hay khụng? Tớnh phi tuyến nhiều hay ớt Đõy là nẽững thụn g tin t quan trọng để quyết định miền xỏc định của biến ngụn ngữ đầu vào, nhất là cỏc biến động học ( gia tốc, vận tốc ) đối với
tớn hiệu biến thiờn nhanh cần chọn miền xỏc định của vận tốc và gia tốc và ngược lai
2) Mờ húa cỏc biến ngụn ngữ vào/ra: Trong bước này cần xỏc định số lượng tập mờ và hỡnh dạng cỏc hàm liờn thuộc cho mỗi biến ngụn ngữ Số lượng cỏc tập mờ cho mỗi biến ngụn ngữ được chọn tựy ý Tuy nhiờn nếu chọn ớt quỏ thỡ việc điều chỉnh khụng mịn, chọn nhiều quỏ thỡ khú khăn khi cài đặt luật hợp thành, quỏ trỡnh tớnh toỏn lõu, hệ thống dễ mat 6n định Hỡnh dạng cỏc hàm liờn thuộc cú thể chọn hỡnh tam giỏc, hỡnh thang
Trang 25Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 24-
4) Chọn thiết bị hợp thành (MAX - MIN) hoặc MAX - PROD hoặc SUM - MIN
hoặc SƯM —- PROD và clọn nguyờn tắc giải mờ ( trung bỡnh, cận trỏi, cận phải, điểm trọng tõm, độ cao)
5) Tối ưu hệ thống: Sau khi thiết kế xong bộ điều khiển mờ, ta cần mụ hỡnh húa và
mụ phỏng hệ thống đề kiểm tra kết quả, đồng thời chỉnh định lại một số tham số để
cú chế độ làm việc tụi ưu Cỏc tham số cú thờ điều chỉnh trong bước này là: Thờm, bớt luật điều khiến, thay đụi trọng số cỏc luật, thay đổi hỡnh dang va miền xỏc định của cỏc hàm liờn thuộc
I3 Nguyờn lý điều khiến mờ
Hệ thống điều khiển mờ được thiết kế trờn cơ sở:
- Giao diện đầu vào bao gồm khõu mờ hoỏ và cỏc khõu phụ trợ thờm để thực hiện cỏc bài toỏn động như tớch phõn, vi phõn
- Thiết bị hợp thành mà bản chất của nú là sự triển khai luật hợp thành R
được xõy dựng trờn cơ sở luật điều khiển (luật mờ)
- Khõu giao diện đầu ra (chấp hành) gồm khõu giải mờ và cỏc khõu giao diện trực tiếp với đối tượng Luật điờu khiờn e |Giaodiện| tu Thiột bi Giao diộn u —: ` > ` mT —
đầu vào hợp thành đầu ra
Trang 26Trong so đồ mạch điện trờn, đối tượng được điều khiển bằng đại lượng U là
tớn hiệu ra của bộ điều khiển mờ Vỡ cỏc tớn hiệu điều khiển đối tượng là “tớn hiệu
rừ” nờn tớn hiệu của bộ điều khiển mờ trước khi đưa vào đối tượng điều khiển phải
qua khõu gọi mờ nằm trong cỏc bộ điều khiến đầu ra Cỏc tớn hiệu ra y của đối tượng được đo bằng cỏc bộ cảm biển và được xử lý sơ bộ trước khi đưa vào bộ điều
khiển Cỏc tớn hiệu này cũng là cỏc “tớn hiệu rừ” do vậy để bộ điều khiển mờ hiểu
được chỳng, tớn hiệu y và cả tớn hiệu chủ đạo x cũng phải được mờ húa
Trọng tõm của bộ điều khiển mờ chớnh là luật điều khiển mờ cơ bản cú dạng là tập
hợp cỏc mệnh đề hợp thành cấu trỳc Nếu .thỡ và nguyờn tắc triển khai cỏc mệnh đề
hợp thành đú cú tờn là nguyờnắc Max - min hay Sum - min Mụ hỡnh R đa luật điều khiển được xõy đựng theo một nguyờn tắc triển khai đó chọn trước và cú tờn gọi là luật hợp thành Thiết bị thực hiện luật hợp thành trong bộ điều khiển mờ là thiết bị hợp thành
Để thiết bị thực hiện luật điều khiển làm việc đỳng chế độ phải chọn cho nú cỏc
biến ngụn ngữ hợp lý cú khả năng biểu diễn cỏc đại lượng vào/ra chuẩn và phự hợp
với cỏc luật điều khiển Dạng đỳng của cỏc luật điều khiển mờ cơ bản được hỡnh
thành nhờ quỏ trỡnh luyện tập và kinh nghiệm thiết kế
Ngoài ra với cỏc bài toỏn điều khiển động, bộ điều khiển mờ đũi hỏi phải cú cỏc thụng tin về đạo hàm của sai lệch hay tớch phõn của sai lệch để cung cấp thờm
cỏc đại lượng đầu vào cho thiết bị hợp thành
Đối với cỏc hệ thống điều khiển giỏn đoạn cú bộ điều khiển mờ, khi nú cũn
làm việc dựa trờn cơ sở cỏc tớn hiệu số , cú thờ thiết kế cỏc bộ điều khiển theo
luật P, luật điều khiển D như sau:
Trang 27Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 26- Luật điờu khiờn | | Li | | thành và giải mờ | | L, Thiột bi hop I Thiột bi do À
Hỡnh 2-8.Bộ điờu khiển mờ cú khõu P, khõu D trong giao diện đầu vào và khõu I trong giao diện đầu ra
Hỡnh (2-8) trờn là một vớ dụ điều khiển một đối tượng đơn giản cú một tớn
hiệu vào và một tớn hiệu ra (hệ SISO) bằng bộ điều khiển mờ Sai lệch e giữa tớn
hiệu ra và tớn hệu chủ đạo được đưa vào bộ điều khiến mờ, bộ điều khiến I được dựng như một thiết bị chấp hành, đầu vào lay sau bộ giải mờ và đầu ra được dẫn tới đối tượng
Với hệ mờ cú nhiều đầu vào và nhiều đầu ra(hệ MIMO) thỡ nguyờn tắc điều khiển được biểu diễn rất chỉ tiết Nếu chỉ dựng một thiết bị hợp thành thể hiện luật điều khiển thỡ luật điều khiển phải cú dạng chung:
Nếu Xị:= AjF Va X= A2" Và Xo = Ag* và thi y; = By va Y2 = Bo va
Khi gặp những bài toỏn này, cỏch tốt nhất nờn chia bài toỏn điều khiển thành nhiều bài toỏn, khả thi đơn giản như chuyờn luật điều khiển trờn thành cỏc luật chỉ cú một đầu ra Ngoài ra số lượng mệnh đề hợp thành tăng theo hàm số mũ so với số lượng tớn hiệu đầu vào của một hệ thống điều khiển mờ, chớnh vỡ thế số lượng luật điều khiến tăng lờn rất nhiều cho một bộ điều khiển mờ cú n đầu vào
*,Những nguyờn tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ
- Khi xõy dựng bộ điều khiển mờ, với cỏc hiểu biết rừ thỡ ta dựng luật “Nếu Thỡ” và diễn đạt điều đú vào hệ thống mờ Với cỏc hiểu biết chưa rừ lỳc điều khiển ta
Trang 28thành tập cỏc dữ liệu vào — ra và ta sử dụng để xõy dựng bằng cỏch chuyờn đổi hiểu
biột của con người thành bộ điờu khiờn mờ với bộ sụ liệu vào - ra như hỡnh vẽ Hiểu biết về đối tượng a oo Hiểu biết rừ Hiểu biết chưa rừ è
Sử dụng chuyờn gia mụ phỏng hoạt động của đối tượng Y Cac luat Nộu Thi Đo lường cặp dữ liệu vào ra ỢNG “ Hệ mờ Hinh 2-9 Mụ hỡnh chuyển đổi hiểu biết của con người và hệ mờ H.4 Cỏc bộ điều khiến mờ
11.4.1 Phuong phỏp tổng hợp kinh điển
Trước khi đi vào việc phõn tớch và tổng hợp cỏc bộ điều khiển mờ, cũng cần lược qua một cỏch ngắn gọn cỏc phương phỏp tụng hợp kinh điển, vỡ đứng trờn một phương diện nào đú điều này cũng thật là thỳ vị Phương phỏp kinh điển bao gồm cỏc bước :
1) Xõy dựng mụ hỡnh đối tượng đủ chớnh xỏc 2) Đơn giản hoỏ mụ hỡnh
3) Tuyến tớnh hoỏ mụ hỡnh tại điểm làm việc
4) Chọn bộ điều khiến thớch hợp và xỏc định cỏc tớnh chất mà bộ điều khiển phải cú
5) Tớnh toỏn cỏc thụng số của bộ điều khiến
Trang 29Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật - 28 -
7) Đưa bộ điều khiển vừa thiết kế vào điều khiển đối tượng thực và kiểm tra
quỏ trỡnh làm việc của hệ thống Nếu chưa đạt yờu cầu thiết kế lại bộ điều
khiển theo cỏc bước từ l đến 7 cho đến khi đạt được cỏc chỉ tiờu chất lượng mong muốn
Nhỡn chung phương phỏp tổng hợp kinh điển thường gặp những khú khăn do
việc phải xõy dựng được mụ hỡnh đối tượng trước khi thiết kế cỏc bộ điều khiến
Mặt khỏc cỏc bộ điều khiển phải đựoc thiết kế dựa trờn cơ sở kỹ thuật và đảm bảo
tớnh chất phự hợp đối tượng của cỏc bộ điều khiến này
Song trong thực tế khi thiết kế hệ điều khiển mờ khụng nhất thiết phải biết
trước mụ hỡnh mà chỉ cần thể hiện những hiểu biết về đối tượng qua cỏc biến ngụn
ngữ về động học của đối tượng, những biến này lại được phản chiếu qua cỏc biến ngụn ngữ và cỏc nguyờn tắc điều khiển cơ sở của bộ điều khiển mờ Trong nhiều trường hợp khỏ nang nhận dạng đối tượng qua mụ hỡnh cực kỳ khú khăn và nhiều trường hợp khụng thờ thực hiện được, nờn việc tụng hợp hệ thống điều khiển bằng thiết kế bộ điều khiển mờ cho phộp tiết kiệm rất nhiều cụng sức giỏ thành lại rẻ Đú là điểm mạnh của điều khiển mờ trong việc thiết kế cỏc hệ thống điều khiển cỏc đối tượng phức tạp, cỏc đối tượng mà trong việc xõy dựng mụ hỡnh cực kỳ khú khăn Ngay cả đối với cỏc đối tượng điều khiển đơn giản quy trỡnh thiết kế hệ thống mờ cũng ngăn hơn so với quy trỡnh thiết kế hệ thống điều khiến kinh điển
I4.2 Bộ điều khiến mờ tĩnh
Bộ điều khiển mờ tĩnh là bộ điều khiển mờ cú quan hệ vào/ra y(x) liờn lệ nhau theo nột phương trỡnh đại số (tuyến tớnh hoặc phi tuyến) Cỏc bộ điều khiển tĩnh điển hỡnh là bộ khuyếch đại P, bộ điều khiển relay hai vị trớ, ba vị trớ v.v Một trong cỏc dạng hay dựng của bộ điều khiển mờ tĩnh là bộ điều khiển mờ tuyến tớnh từng đoạn, nú cho phộp ta thay đổi mức độ điều khiến trong cỏc phạm vi khỏc nhau của quỏ trỡnh, do đú nõng cao được chất lượng điều khiến
Trang 30(vận tốc, gia tốc ) của quỏ trỡnh, do đú nú chỉ được sử đụng trong cỏc trường hợp đơn giản
H.4.3 Bộ điều khiến mờ động
Một trong cỏc đạng hay dựng của bộ điều khiển mờ mà đầu vào cú xột tới cỏc trạng thỏi động của đối tượng Vớ dụ đối với hệ điều khiển theo sai lệch thỡ đầu vào
của bộ điều khiển mờ ngoài tớn hiệu sai lệch e theo thời gian cũn cú cỏc đạo hàm
của sai lệch giỳp cho bộ điều khiển phản ứng kịp thời cỏc biến động đột xuất của đối tượng Cỏc bộ điều khiển mờ động hay được dựng hiện nay là bộ điều khiển mờ theo luật tỉ lệ tớch phõn, tỉ lệ vi phõn và tỉ lệ vị tớch phõn (L, PL, PD và PID )
I.4.3.1 Bộ điều khiến theo luật I
Một bộ điều khiển mờ theo luật I cú thể thiết kế từ một bộ điều khiển mờ
theo luật P (bộ điều khiển mờ tuyến tớnh) bằng cỏch mắc nối tiếp một khõu tớch phõn kinh đến vào trước hoặc sau khối mờ đú Do tớnh phi tuyến của hệ mờ, nờn việc mắc khõu tớch phõn trước hay sau hệ mờ hoàn toàn khỏc nhau Cụ thể ở đõy ta lõy vớ dụ khõu tớch phõn được mắc ở đầu ra hệ mờ Hỡnh vẽ 2.6 Luật hợp thành Nhiễu i ET Thiết bịhợp| p c ƒ| Fu⁄2y hoỏ L—>ẽ vi mờ “è I =| Đụi tượng F—=
Hỡnh 2-10 Hệ điễu khiển mờ theo luật ẽ
I.4.3.2 Bộ điều khiến theo luật PD
Khi mắc nối tiếp ở đầu vào một bộ điều khiển mờ theo luật tỉ lệ một
khõu vi phõn sẽ cú được một bộ điều khiển mờ theo luật tỉ lệ vi phõn PD (Hỡnh
Trang 31Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 30- _| d PET ET | at "| _ Bộ điều _l khiển mờ =| Đụi tượng -
Hỡnh 2-11 Hệ điều khiển mờ theo luật PD
Thành phần của bộ điều khiển này cũng giống như bộ điều khiển theo luật PD thụng thường bao gồm sai lệch giữa tớn hiệu chủ đạo và tớn hiệu ra của hệ thống e và đạo hàm của sai lệch e° Thành phõn vi phõn giỳp cho hệ thống phản ứng chớnh xỏc hơn với những biến đổi lớn của sai lệch theo thời gian Phỏt triển tiếp từ vớ dụ về bộ điều khiển mờ theo luật P thành bộ điều khiển mờ theo luật PD hoàn toàn đơn giản
H.4.3.3 Bộ điều khiến theo luật PI
Bộ điều khiển mờ theo luật PI thụng thường được sử dụng để triệt tiờu sai lệch tĩnh của hệ thống Bộ điều khiển mờ PI được thiết kế trờn cơ sở của bộ
điều khiển mờ PD, bằng cỏch mắc nối tiếp ở đầu ra của bộ điều khiển PD mờ
một khõu tớch phõn như hỡnh Hỡnh 2-11 H.4.3.4 Bộ điều khiến theo luật PID
Trong kỹ thuật điều khiển kinh điển, bộ điều khiển PID được biết đến như là một giải phỏp đa năng và cú miền ứng dụng rộng lớn Định nghĩa vẻ bộ điều khiển theo luit PID kinh điển trước đõy vẫn cú thể sử dụng cho một bộ điều khiển mờ theo luật PID Bộ điều khiển mờ theo luật PID được thiết kế theo hai thuật toỏn:
- Thuật toỏn chỉnh định PID mờ - Thuật toỏn PID tốc độ
Bộ điều khiển mờ được thiết kế theo thuật toỏn chỉnh định PID cú 3 đầu vào
gồm sai lệch e giữa tớn hiệu chủ đạo và tớn hiệu ra, đạo hàm và tớch phõn của sai
Trang 321 Â d
t)=K)e+—Jedt+T, —
u(t) ° T° Ta
Với thuật toỏn PID tục độ, bộ điờu khiờn PID cú 3 đõu vào: sai lệch e giữa tớn
hiệu đõu vào và tớn hiệu chủ đạo, đạo hàm bậc nhõt e” và đạo hàm bậc hai e”” của du sai lệch Đầu ra của hệ mờ là đạo hàm dt của tớn hiệu điều khiển u(t) du d 1 d7 —-=K)—e+—e+— Je dt dt TT, (dt)
Do trong thực tế thường cú một hoặc hai thành phần trong (4-1), (4-2) được bỏ qua nờn thay vỡ thiết kế một bộ điều khiển PID hoàn chỉnh người ta lại thường tổng hợp cỏc bộ điều khiến PI hoặc PD
Bộ điều khiển PID mờ được thiết kế trờn cơ sở của bộ điều khiển PD mờ
bằng cỏch mắc nỗi tiếp ở đầu ra của bộ điều khiển PD mờ một khõu tớch phõn (Hỡnh 2-8) - | d |EDI ET lat! | Bộđiều _ | khiờn mờ =| [| be Đối tượng >
Hinh 2-12.Hộ diộu khiộn mo PID
Cho dộn nay, nhiộu dang cầu trỳc của PID mờ hay cũn được gọi là bộ điều khiển mờ ba thành phần đó được nghiờn cứu Cỏc dạng cấu trỳc này thường được thiết lập trờn cơ sở tỏch bộ điều chỉnh PID thành hai bộ điều chỉnh PD và PI (hoặc
I) Viộc phan chia nay chi nhằm mục đớch thiết lập cỏc hệ luật cho PD và PI ( hoặc
D gồm hai (hoặc 1) biến vào, một biến ra, thay vỡ phải thiết lập ba biến vào Hệ luật cho bộ điều chỉnh PID mờ kiểu này thường dựa trờn ma trận do MacVicar-whelan
đề xuất Cầu trỳc này khụng làm giảm số luật mà chỉ đơn giản cho việc tớnh toỏn
Với cỏc nghiờn cứu trờn cú thộ rit ra cỏc nhận xột sau:
Trang 33Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 32-
Bộ điều khiển P mờ cho đặc tớnh động học tương đối tốt, nhưng ở chế độ xỏc lập hệ thống lại tồn tại sai lệch tĩnh, hay núi một cỏch khỏc là độ chớnh xỏc của hệ thống kộm hơn so với việc sử dụng bộ điều khiển PI mờ
Sự ghộp nỗi giữa cỏc khõu tuyến tớnh với hệ mờ ( khõu phi tuyến )đó cho ra đời cỏc bộ điều khiến với những tớnh chất rất hoàn hảo và đó tạo ra một khả năng mới trong kỹ thuật điều khiển tự động, đú là điều khiển cỏc đối tượng phức tạp, cỏc đối tượng mà cho đến nay việc khống chế nú hoàn toàn khú khăn và hầu như khụng điều khiển được theo phương phỏp kinh điển Ở đõy cũng khẳng định được một bộ điều khiển mờ đơn giản cũng cú thể điều khiển tốt một đối tượng phi tuến phức tạp
Cỏc bộ điều khiển mờ cho phộp lập lại cỏc tớnh chất của cỏc bộ điều khiển kinh
điển Việc lặp lại cỏc tớnh chất của bộ điều khiển kinh điển trong kỹ thuật mờ do
nhiều yếu tố cũng rất được quan tõm Cỏc bộ điều khiển P, PI hoặc PID đó điều khiến được cỏc đỗi tượng kỹ thuật rất hoàn thiện và cho đặc tớnh động học của toàn bộ hệ thống rất tốt Nhưng để xử lý thờm cỏc tớn hiệu đo và tăng thờm khả năng chuẩn đoỏn cho hệ thống, cần thay thế ở bước đầu tiờn bộ điều khiển kinh điển bằng bộ điều khiến mờ và phỏt triển thờm hệ điều khiển dựa trờn cơ sở của bộ điều khiển mờ này để cú được cỏc tớnh chất điều khiờn mong muốn
Cựng với kỹ thuật mờ, cỏc bộ điều khiển chung cho phộp tạo ra một khả năng
điều khiển đối tượng phong phỳ và đa dạng
Cỏc bộ điều khiển mờ cho phộp thiết kế rất đa dạng, vỡ qua việc tụ chức cỏc nguyờn tắc điều khiển và chọn tập mờ cho cỏc biến ngụn ngữ cho phộp thiết kế cỏc
bộ điều khiến mờ khỏc nhau Một điểm quan trọng nữa là khối lượng cụng việc cần thực hiện khi thiết kế cần một bộ điều khiến mờ hoàn toàn khụng phụ thuộc vào đặc tớnh của đối tượng cú tuyến tớnh hay khụng tuyến tớnh Điều đú cú nghĩa là quỏ trỡnh xử lý của một bộ điều khiển mờ với những nguyờn tắc điều khiển cho cỏc đối tượng cú đặc tớnh động học khỏc nhau hoàn toàn như nhau
Trang 34s* Khỏi niệm chung
Hệ mờ lai (Furry - hybid) là một hệ thống điều khiến tự động trong đú thiết bị điều khiển gồm hai thành phần:
â _ Phần thiết bị điều khiển rừ(thường là bộ điều khiển kinh điển PID )
eâe Phần hệ mờ
Bộ điều khiển mà trong quỏ trỡnh làm việc cú khả năng tự chỉnh định thụng số của
nú cho phự hợp với sự thay đổi của đối tượng được gọi là bộ điều khiến thớch nghi
Một hệ thống điều khiển thớch nghị, cho dự cú hay khụng sự tham gia của hệ mờ, là
hệ thống phỏt triển cao và cú tiềm năng đặc biệt, song gắn liền mới những ưu điểm đú là khối lượng tớnh toỏn thiết kế lớn
Phõn lớn cỏc hệ thống điều khiển mờ lai là hệ thớch nghi Khỏi niệm “thớch nghỉ” định nghĩa ở đõy khụng bao gồm cỏc giải phỏp thay đụi cấu trỳc hệ thống cho dự sự thay đổi đú cú thể phần nào phục vụ mục đớch thớch nghi Chẳng hạn hệ thống mà tớnh “ự thớch nghỉ” của thiết bị được điều khiến thực hiện bằng cỏch dựa vào thay đổi của đối tượng mà chọn khõu điều khiển cú tham số thớch hợp trong số cỏc khõu cú cựng cõu trỳc nhưng với những tham số khỏc nhau đó được cài đặt từ trước, cũng khụng được gọi là hệ điều khiến thớch nghi Tớnh “thớch nghĩ” của cỏc loại hệ thống này được thực hiện bằng cỏch chuyến cụng tắc đến bộ điều khiển cú tham số phự hợp chứ khụng phải tự chỉnh định lại tham số của bộ điều khiển đú theo đỳng nghĩa của một bộ điều khiến thớch nghi đó định nghĩa
Thực tế ứng dụng của bộ điều khiển mờ cho thấy khụng phải cứ thay thế một bộ điều khiển kinh đến bằng một bộ điều khiển mờ thỡ sẽ cú một hệ thống tốt
hơn Trong nhiều trường hợp đặc biệt, để hệ thống cú đặc tớnh động học tốt hơn và
bền vững cần phải thiết kế thiết bị điều khiến lai giữa bộ điều khiển mờ và bộ điều khiển kinh điển.Từ đú dẫn đến khỏi niệm “hệ mờ lai” và lĩnh vực thiết kế, ứng dụng bộ điều khiển mờ lai để nõng cao chất lượng điều khiến của hệ thống
e Kết luận:
Trang 35Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật - 34 -
thờm cỏc tớn hiệu đo và tăng thờm khả năng chuẩn đoỏn cho hệ thống, cần thay thế ở bước đầu tiờn bộ điều khiến kinh điển bằng bộ điều khiến mờ và phỏt triển thờm hệ điều khiển dựa trờn cơ sở của bộ điều khiển mờ này để cú được cỏc tớnh chất
điều khiến mong muốn
Cựng với kỹ thuật mờ, cỏc bộ điều khiển chung cho phộp tạo ra một khả năng
điều khiển đối tượng phong phỳ và đa dạng
- Chớnh vỡ lý do trờn nờn bản đồ ỏn đó chọn bộ điều khiển mờ để điều khiển
hệ truyền động điện một chiều nhằm nõng cao hơn nữa chất lượng của hệ truyền
Trang 36CHƯƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ TÙY ĐỘNG
HI.1.Ứng dụng của hệ thống tựy động vị trớ
Hệ thống tựy động vị trớ được ứng dụng rất rộng rói trong thực tế Nhiệm vụ cơ bản của nú là thực hiện sự bỏm sỏt chớnh xỏc cơ cấu chấp hành đối với cỏc chỉ lệnh vi trớ (lượng cho trước), đại lượng điều khiến (lượng đầu ra) thường là vị trớ khụng gian của phụ tải, tức là lượng cho trước thay đổi theo mỏy, hệ thống cú thể làm cho đại lượng điều khiển bỏm sỏt và khụi phục đối tượng điều khiển một cỏch
chớnh xỏc khụng cú niằm lẫn Vớ dụ điều khiển cơ cấu ộp trục cỏn trong quỏ trỡnh
cỏn kim loại, phải làm cho khe hở giữa hai trục cỏn cú thờ tiến hành tự điều chỉnh,
điều khiển quỹ tớch gia cụng của mỏy cắt điều khiển số và điều khiển bỏm của mỏy cắt mụ phỏng hỡnh, cơ cấu nõng hạ cú thờ làm dừng chớnh xỏc ở những vị trớ mong muốn, cơ cấu lỏi tự động tàu thuyền cú thể làm cho gúc lệch của lỏ chõn vịt đặt ở đuụi tàu thuyền phỏng đỳng gúc quay của bỏnh lỏi (vụ lăng) đặt ở buụng lỏi điều khiển tàu thuyền đi đỳng tuyến đường đó vạch ra, cơ cấu điều khiển anten rada của cụm sỳng phỏo hay kớnh viễn vọng điện tử nhằm đỳng mục tiờu, điều khiển động tỏc của người mỏy Những vớ dụ trờn đõy đều là ứng dụng cụ thể về hệ thống điều khiến tựy động vị trớ
Chỉ lệnh vi tri (co cõu cho trước) trong hệ tựy động vị trớ cũng như đại lượng
điều khiển là vị trớ (hay đại lượng điện đại diện cho vị trớ), đương nhiờn cú th là
chuyển vị gúc, chuyển vị dài.Vỡ thế hệ thống tựy động buộc phải là hệ thống phản hồi vị trớ Hệ thống tựy động vị trớ là một hệ thống tựy động về nghĩa hẹp, về nghĩa
rộng mà núi, lượng đầu ra của hệ thống tựy động khụng nhất thiết phải là vị trớ mà
cú thể là cỏc đại lượng khỏc, chăng hạn như hệ thống điều tốc hai mạch vũng kin tốc độ quay và dũng điện là một hệ thống tựy động, mỏy làm giấy, mỏy dệt nhiều trục sử dụng nhiều động cơ cú thể coi là hệ thống tựy động đồng tốc Hệ thống tựy động núi chung cũn gọi là hệ thống bỏm
Trang 37Luận văn Thục sĩ kỹ thuật - 36 -
HI.2.1.Cấu tạo
Thụng qua một vớ dụ đơn giản sau để núi về cầu tạo và nguyờn lý làm việc của hệ thống tủy động vị trớ Đõy là một hệ thống vị trớ kiểu chiết ỏp dựng để bỏm đuụi anten, rada
Hệ thống này gồm những bộ phận chớnh sau:
+ Bộ đo kiểm vị trớ: Do chiết ap RP1 và RP2 tạo thành bộ đo kiểm vị trớ (gúc),
trong đú trục quay của RP1 nối thụng với bỏnh điều khiển làm gúc cho trước, trục
quay của chiết ỏp RP2 thụng qua cơ cấu nối thụng với bộ phận phụ tải làm phản hồi
gúc quay, 2 bộ chiết ỏp đều được cấp điện nhờ nguồn điện một chiều Us, như Vậy
cú thể chuyờn tham số vị trớ trực tiếp thành đại lượng điện ở đầu ra Ri R2 Ri ct Bộ KDCS OA2 digu | Ua khiộn duoc + + Oa ` * , + x ` ` ` + ` ` * ` ` Â ` ` ` % ý ` ` +Ở 1 ` ` + â ` s - ` ` ` * Â ` ‹ ^ eg ` ` > Bộ giảm ` s $ ` Vụ lăng Anten rađa
Hỡnh 3 — 1 Sơ đồ nguyờn lý hệ thống tựy động vị trớ kiểu chiết ỏp
+ Bộ khuếch đại so sỏnh điện ỏp: Do bộ khuếch đại điện ỏp OA1, OA2 tao thành, trong đú tộ khuếch đại OAI chỉ làm nhiệm vụ đảo pha, cũn bộ khuếch đại OA2 cú tỏc dỊng so sỏnh và khuếch đại điện ỏp Tớn hiệu đầu ra làm tớn hiệu điều khiển bộ khuếch đại cụng suất kế tiếp, đồng thời cú khả năng nhận biết cực tớnh điện ỏp
Trang 38+ Bộ khuếch đại cụng suất đảo chiều: Để dẫn động động cơ chấp hành của hệ
thống tựy động chỉ cú khuếch đại điện ỏp là chưa đủ, cũn phải khuếch đại cụng suất, cụng suất khuếch đại do Thyristor hoặc búng bỏn dẫn cụng suất lớn tạo thành mạch điện chỉnh lưu, điện ỏp do nú đưa ra mới đủ khởi động động cơ SM
+ Cơ cấu chấp hành: Động cơ bỏm SM dộ dẫn động cơ cấu chấp hành mang
phụ tải (dàn anten rađa), giữa động cơ và phụ tải cũn phải phối hợp ăn ý với bộ giảm tốc
Bốn bộ phận trờn đõy khụng thờ thiếu để tạo nờn hệ thống điều khiển tựy động vị trớ Song chỉ cú linh kiện hoặc thiết bị cụ thể là cú thể khỏc nhau, vớ dụ cú
thờ dựng cỏc bộ đo kiểm vị trớ khỏc nhau, dựng động cơ bỏm khỏc nhau (một chiều
hay xoay chiều)
HIL.2.2 Nguyờn lý làm việc
Từ hỡnh 3 -I ta cú tiế thấy, lỳc vị trớ trục quay hai chiết ỏp RP1 và RP2 là như nhau, gúc cho trước œ¿ và gúc phản hồi ọ bằng nhau, vỡ vậy độ lệch gúc Ao = 0a - @ = 0, điện ỏp ra của chiết ỏp U* = U, điện ỏp đầu ra bộ khuếch dai diộn 4p Us, = 0, điện ỏp đầu ra của bộ khuếch đại cụng suất đảo chiều U, = 0, tốc độ quay của động cơ điện n = 0, hệ thống ở trạng thỏi tĩnh Khi quay bỏnh điều khiển, làm cho gúc cho trước tăng lờn, Ao > 0, thỡ U* > U, Uạ; >0, Ủạ > 0, tốc độ quay của động cơ n >0, qua bộ giảm tốc làm anten ra đa quay, anten thụng qua cơ cầu quay trục chiết ỏp RP2 khiến cho ọ cũng tăng lờn Chỉ cần < oạ thỡ động cơ luụn luụn quay theo
chiều để ra đa thu hep độ lệch, chỉ cú lỳc = ứa, độ lệch Ao = 0, U¿= 0, Ưa = 0 hệ
thống mới ngừng quay rồi ở vào trạng thỏi ổn định mới (trạng thỏi xỏc lập)
Nếu gúc cho trước 4 giam xuống thỡ chiều quay chuyờn động của hệ thống sẽ ngược lại với trường hợp trờn Rừ ràng hệ thống này cú thể thực hiện được yờu cầu đại lượng điều khiển ọ bỏm đuổi chớnh xỏc đại lượng cho trước ọœạ
HI.3 So sỏnh hệ thống tựy động vị trớ với hệ thống điều tốc
Thụng qua phõn tớchở trờn dễ dàng nhận ra những chỗ khỏc nhau và giỗng
nhau giữa hệ tựy động vị trớ (hệ thống tựy động) và hệ điều tốc Cả hai đều là hệ
Trang 39Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật - 38-
cho trước tạo đựng mạch vũng kớn điều khiển, vỡ vậy nguyờn lý của hai hệ thống này là giống nhau
Đại lượng cho trước của hệ thống điều tốc là hằng số, dự cho tỡnh trạng nhiễu động như thế nào, đều mong muốn đại lượng đầu ra khụng thay đổi, vỡ vậy chất lượng chống nhiễu của hệ thống luụn tỏ ra quan trọng nhất Cũn hệ thống tựy động thỡ chỉ lệch vị trớ là thường xuyờn thay đổi, là đại lượng “thay đổi tựy cơ”, yờu cầu
lượng ra bỏm đổi chớnh xỏc theo sy biến húa của lượng cho trước, tớnh nhanh
nhạy, tớnh linh hoạt, tớnh chớnh xỏc thớch nghi đầu ra trở thành đặc trưng chủ yếu của hệ thống tựy động Hay núi cỏch khỏc chất lượng bỏm đuổi là chỉ tiờu chủ yếu của hệ thống này Từ hỡnh 3-1 ta cú ti thấy, hệ thống tựy động cú thể xõy dựng
trờn cơ sở hệ thống điều tốc cài thờm mạch vũng vị trớ, mạch vũng vị trớ là đặc trưng
cấu trỳc chủ yếu của hệ thống tựy động Vỡ vậy hệ thống tựy động thường phức tạp hơn hệ thống điều tốc
III.4 Phõn loại hệ thống tựy động vị trớ
Theo xu hướng phỏt triển của khoa học kỹ thuật đó xuất hiện rất nhiều loại hỡnh hệ thống tựy động Bởi vỡ đặc trưng cơ bản của hệ thống tựy động vị trớ thể hiện ở tớn hiệu phản hồi vị trớ cựng với cỏc mặt so sỏnh tổng hợp của hai hệ thống
này Vỡ vậy cú thể căn cứ vào đặc trưng đú để phõn ra thành hai loại chớnh đú là hệ
thống tựy động mụ phỏng và hệ thống tựy động kiểu số II.4.1.Hệ thống tựy động kiểu mụ phỏng
Sơ đồ nguyờn lý của hệ thống tựy động vị trớ kiểu mụ phỏng điển hỡnh được
thể hiện trờn hỡnh 3 - 2, thụng thường trờn cơ sở của hệ điều tốc cũn bố sung thờm một mạch vũng vị trớ, nguyờn lý làm việc thờ hiện trờn hỡnh vẽ:
VỊ trớ Pa Vi tri Bộ điều Khuếch
cho E bộ điều khiển tốc đại cụng â fo
Trang 40Hỡnh 3 — 2 Sơ đồ nguyờn lý hệ thống tựy động kiểu mụ phỏng:
Mỏy cắt theo khuụn dựng cỏch ỏp tựa khuụn mẫu đưa ra chỉ lệnh vị trớ là một vớ dụ
thực tiễn ứng dụng hệ thống tựy động vị trớ kiểu mụ phỏng HI.4.2.Hệ thống tựy động kiểu số
HI.4.2.1.Hệ thống tựy động kiểu pha số
Hệ thống điều khiển gúc pha số như hỡnh 3-3, day là nột loại hệ thống tựy động dựng rộng rói trong mỏy cụng cụ điều khiến số, về thực chất nú là một hệ
thống điều khiển phản hồi của mạch vũng kớn gúc pha (hay cũn gọi là mạch vũng kớn khúa pha) Mạch vũng vị trớ của nú gồm cú ba bộ phận là mó số vị trớ gúc pha cho trước, mó số vị trớ gúc pha phản hồi và mó số so sỏnh gúc pha, tức là ba bộ phận
gụm cỏc chữ số cho trước, bộ đo kiểm vị trớ và bộ nhận dạng gúc pha như trong
hỡnh 3-3
Nhiệm vụ của bộ mó số cho trước biến thành xung số, sau đú lại qua mó SỐ
gúc pha bến đổi (D/A), ếu xuất hiện một lệch phỏt xung thỡ nú sẽ đưa ra một đương lượng xung vượt trước hoặc chậm sau một gúc pha cho trước 0a của điện ỏp súng chữ nhật, đại lượng xung tương đương này cú thể băm ra rất nhỏ để giữ cho hệ
thống cú độ chớnh xỏc ỳt cao Một loạt xung xuất hiện sẽ làm gúc pha trước của
điện ỏp dịch chuyển theo một tốc độ nào đú trước hoặc chậm, tốc độ của nú phụ
thuộc vào tõn sụ xung
ait a Bo diộu Done co
Số liệu ru ơ D oa | BO phan vi khiến tốc ee > ong ha diộn ph chap cho trước A vh pha độ hàn] Vị trớ đo kiểm (Bộ đồng bộ cảm ứng)
Hỡnh 3-3 Sơ đồ nguyờn lý hệ thống tựy động điễu khiển gúc pha kiểu số