GIAO TRINH c6b CO SO TU DONG

MÔN HỌC CƠ SỞ TỰ ĐỘNG Giảng viên: Nguyễn Đức Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Email: ndhoang@hcmut.edu.vn CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC Thiết kế hệ thống dùng Bode R(s) + - Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển sớm pha → cải thiện chất lượng độ + αTs G C (s) = K C (α > 1) + Ts Biểu đồ Bode khâu sớm pha 20log(K C ) + 20log(α) 20log(K C ) + 10log(α) 20log(K C ) ωmax = ϕmax T α ϕmax  α −1  = arcsin  ÷  α +1 αT ωmax 1T Thiết kế hệ thống dùng Bode R(s) + - Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển trễ pha → cải thiện chất lượng xác lập + αTs G C (s) = K C (α < 1) + Ts Biểu đồ Bode khâu trễ pha 20log(K C ) 20log(K C ) + 10log(α) 20log(K C ) + 20log(α) ωmin = ϕmin T α ϕmin  α −1  = arcsin  ÷  α +1 αT ωmin 1T Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 1: Xác định KC để thỏa yêu cầu sai số xác lập K *p K *v K *a KC = = = Kp K v Ka • Bước 2: Đặt G1(s) = KC*G(s) Vẽ Bode G1(s) • Bước 3: Xác định tần số cắt biên G1(s) : ωc Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 4: Xác định độ dự trữ pha G1(s) : ΦM • Bước 5: Xác định góc pha cần bù : ϕmax = ΦM − ΦM + θ ΦM* : độ dự trữ pha mong muốn, θ = 50 : 200 * • Bước 6: Tính α : + sin ϕmax α= − sin ϕmax Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 7: Xác định tần số cắt dựa vào điều kiện : ' L1 ( ωC ) = −10log ( α ) • Bước 8: Tính T : T= ω ' C α • Bước 9: Kiểm tra hệ thống thỏa mãn độ dự trữ biên không? Nếu không quay lại Bước Ví dụ Sơ đồ điều khiển R(s) + Gc(s) 40 G(s) = s (s + 10) G(s) C(s) • Thiết kế GC(s) cho sau thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: K*a = 10, ΦM* ≥ 200 , GM* ≥ 5dB Ví dụ Sơ đồ điều khiển R(s) + Gc(s) 16 G(s) = (s + 2) (25s + 1) G(s) C(s) • Thiết kế GC(s) cho sau thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: có sai số sác lập ngõ vào hàm nấc 5% ΦM* ≥ 500 , GM* ≥ 20dB Các bước thiết kế khâu trễ pha dùng Bode • Bước 1: Xác định KC để thỏa yêu cầu sai số xác lập K *p K *v K *a KC = = = Kp K v Ka • Bước 2: Đặt G1(s) = KC*G(s) Vẽ Bode G1(s) Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 3: Xác định tần số cắt biên dựa vào điều kiện: ϕ1 ( ω ' C ) = −180 + ΦM + θ * ΦM* : độ dự trữ pha mong muốn, θ = 50 : 200 • Bước 4: Tính α từ điều kiện : L1 ( ω'C ) = −20log ( α ) Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 5: Chọn zero khâu hiệu chỉnh: ' 1) +... ωmax = ϕmax T α ϕmax  α −1  = arcsin  ÷  α +1 αT ωmax 1T Thiết kế hệ thống dùng Bode R(s) + - Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển trễ pha → cải thiện chất lượng xác lập + αTs G C (s) = K C (α