Hệ thống điện thực sự cần thiết cho hầu hết các hoạt động của xe. Bất cứ khi nào nhắc đến điện xe hơi, mọi người đều nghĩ đến một loạt dây, nối với bình ắcquy. Tuy nhiên, thực tế thì hệ thống điện xe ô tô không chỉ đơn giản là dây nối và nguồn điện. Hệ thống này gồm nhhiều chi tiết kết nối chặt chẽ với nhau. Hệ thống điện gồm nhhiều chi tiết kết nối chặt chẽ với nhau Trong giai đoạn phát triển đầu tiên, xe hơi được trang bị máy phát điện 1 chiều, bây giờ nó đã được thay thế bằng máy phát điện xoay chiều. Hệ thống điện và điện tử can thiệp vào gần như tất cả các hoạt động trên một chiếc xe hơi, từ hệ thống đơn giản như khởi động, cung cấp điện, đánh lửa đến những hệ thống mới được nghiên cứu và ứng dụng như hệ thống phanh, hệ thống lái. Sau đây là liệt kê một số hệ thống điện và điện tử trên ô tô: Hệ thống khởi động Hệ thống nạp Hệ thống điều khiển động cơ Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu Hệ thống điện phụ: nâng kính, gạt nước, khóa cửa, điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển điều hòa không khí Hệ thống phanh điều khiển điện tử Hệ thống lái điện tử Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm Hệ thống điều khiển xe Hệ thống điều khiển xe Hybrid Hệ thống định vị toàn cầu GPS v.v...
1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG u : tín hiệu vào (input) y : tín hiệu (output) x : tín hiệu điều khiển tác động lên đối tượng (O) e : sai lệch điều khiển f : tín hiệu phản hồi 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Phân loại: - điều khiển giữ ổn định - điều khiển theo chương trình 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Phân loại: Hệ liên tục ~ hệ gián đoạn (rời rạc) Hệ tuyến tính ~ Hệ phi tuyến Hệ đầu vào đầu ~ Hệ nhiều đầu vào nhiều đầu Hệ không đổi ~ Hệ thích nghi 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống Trong miền thời gian hàm truyền, phương trình trạng thái Trong miền tần số Hệ thống điều khiển tự động thường biểu diễn dạng phương trình vi phân dạng tổng quát: 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Hàm truyền đạt hệ thống tỉ số tín hiệu tín hiệu vào hệ thống biểu diễn theo biến đổi Laplace với điều kiện đầu triệt tiêu Y(p) =W(p).U(p) đó: Y(p) tín hiệu hệ thống U(p) tín hiệu vào hệ thống W(p) hàm truyền đạt hệ thống 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Biến đổi Laplace hàm f(t) tích phân: Trong s số phức gọi toán tử Laplace 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Biến đổi Laplace hàm thông dụng: 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Một số tính chất phép biến đổi Laplace: Tính tuyến tính L {af(t) + bf(t)} = aF( p)+ bF( p) Ảnh laplace đạo hàm hàm gốc L{ f '(t)} = pF( p) - f (0) Nếu các điều kiện đầu thì: L{ f (n)(t)} = pnF( p) Ảnh laplace tích phân hàm gốc Ảnh laplace hàm gốc có trễ 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Hệ thống điều khiển tự động thường biểu diễn dạng phương trình vi phân dạng tổng quát: Trong đó, ai, bj hệ số, n >= m Với điều kiện đầu triệt tiêu: có hàm truyền đạt là: 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Ví dụ: Xác định hàm truyền cấu khuếch đại lực cánh tay đòn: F1(t)*a = F2(t)*b Ảnh Laplace: F1(p)*a = F2(p)*b Hàm truyền: 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Ví dụ: Xác định hàm truyền hệ thống mô tả bời PTVP: 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Biến đổi sơ đồ khối hệ thống 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Biến đổi sơ đồ khối hệ thống 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Biến đổi sơ đồ khối hệ thống 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Biến đổi sơ đồ khối hệ thống 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống hàm truyền Ví dụ: xây dựng sơ đồ khối hệ thống: Tìm hàm truyền đạt hệ thống sau 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống phương trình trạng thái Trạng thái hệ thống gồm n biến trạng thái mô tả tập n phương trình vi phân cấp biến trạng thái (x1, x2, …, xn) biến đầu vào (u1, u2, …, um) dạng tổng quát: Hay: Các biến đầu (y1, y2, …, yn) hệ tuyến tính xác định từ biến trạng thái biến đầu vào theo công thức tổng quát (phương trình đầu ra): 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống phương trình trạng thái Dạng phương trình trạng thái dạng tổng quát mô tả hệ thống tuyến tính sau: u vector tín hiệu vào y vector tín hiệu A, B, C, D gọi ma trận trạng thái, không phụ thuộc vào thời gian hệ thống dừng 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống phương trình trạng thái Sơ đồ cấu trúc dạng tổng quát Xác định hàm truyền từ phương trình trạng thái: 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Mô tả hệ thống phương trình trạng thái Thí dụ: Xây dựng phương trình trạng thái cho hệ thống: 10 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chất lượng hệ thống Chất lượng hệ thống ĐKTĐ đánh giá qua tính ổn định tiêu chất lượng trạng thái xác lập trình độ Các tiêu đánh giá chất lượng trình độ: + Sai lệch tĩnh + Độ điều chỉnh lớn + Thời gian độ lớn + Thời gian đáp ứng + Thời gian có điều chỉnh + Số lần dao động 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chất lượng hệ thống Sai lệch tĩnh: 16 1/11/2017 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chất lượng hệ thống - Độ điều chỉnh: - Thời gian có điều chỉnh tσ thời gian từ thời điêm tin hiệu vào thay đổi đên thời điểm hàm độ đạt cực đại - Thời gian độ tqd: thời gian tính từ thời điểm tín hiệu vào thay đổi đến thời điểm mà hàm độ y (t ) không vượt khỏi biên giới miền giới hạn Δ quanh trị số xác lập 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Chất lượng hệ thống - Thời gian đáp ứng tm thời gian từ tín hiệu vào thay đổi đên thời điểm mà tind hiệu lần đạt trị số xác lập y∞ có điều chỉnh - Số lần dao động: N (trong trình độ 0, thoả mãn điều kiện cần để hệ ổn định * Bảng Routh: 1 1 2 4 b1 b2 -1 c1 c2 d1 14 1/11 /20 17 4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN