KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG chuong5

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC  Khái niệm  Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh  Thiết kế điều khiển dùng pp QĐNS  Thiết kế điều khiển dùng biểu đồ bode Thiết kế điều khiển dùng pp phân bố cực Thiết kế điều khiển PID Khái niệm • Thiết kế tồn q trình bổ sung thiết bị phần cứng thuật tốn phần mềm vào hệ cho trước để hệ thỏa mãn u cầu tính ổn định, độ xác, đáp ứng q đơ,… Bộ hiệu chỉnh nối tiếp • Bộ điều khiển nối tiếp với hàm truyền hệ hở Các điều khiển: sớm pha, trễ pha, sớm trể pha, P, PD, PI, PID,… * Phương pháp thiết kế: QĐNS, biểu đồ Bode Bộ hiệu chỉnh hồi tiếp trạng thái * Tất trạng thái hệ thống phản hồi trở vể ngõ vào •Bộ điều khiển: u(t) = r(t) – Kx(t) K = [k1 k2 … kn] * Phương pháp thiết kế: phân bố cực, LQR Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh đến chất lượng hệ thống * Khi thêm cực có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở QĐNS hệ kín có xu hướng tiến phía trục ảo, hệ thống ổn định hơn, độ dự trữ biên độ dự trữ pha giảm, độ vọt lố tăng Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh đến chất lượng hệ thống * Khi thêm zero có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở QĐNS hệ kín có xu hướng tiến xa trục ảo, hệ thống ổn định hơn, độ dự trữ biên độ dự trữ pha tăng, độ vọt lố giảm Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh đến chất lượng hệ thống Ảnh hưởng khâu sớm pha * Hàm truyền * Đặc tính tần số: * Chú ý giá trị biểu đồ Bode * Khâu sớm pha cải thiện đáp ứng q Độ (POT, tqđ,…) Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh đến chất lượng hệ thống Ảnh hưởng khâu trễ pha * Hàm truyền * Đặc tính tần số * Chú ý giá trị biểu đồ Bode * Khâu trễ pha làm giảm sai số Xác lập Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh Ảnh hưởng khâu sớm, trễ pha * Hàm truyền: * Biểu đồ Bode * Khâu sớm trễ pha cải thiện đáp ứng q độ, giảm sai số xác lập Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh Ảnh hưởng khâu tỷ lệ * Hàm truyền : * Hệ số tỉ lệ lớn sai số xác lập nhỏ * Trong đa số trường hợp hệ số tỉ lệ lớn độ vọt lố cao, hệ thống ổn định * Thí dụ: đáp ứng hệ thống hiệu chỉnh nối tiếp dùng điều khiển tỉ lệ với hàm truyền đối tượng là: Thiết kế điều khiển PID- PP giải tích * Phương trình đặc trưng mong muốn có dạng: * Cân hệ số hai phương trình (1) (2), Kết luận Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phân bố cực * Đối tượng: * Bộ điều khiển: * Phương trình trạng thái mô tả hệ thống kín: Yêu cầu : Tính K để hệ kín thỏa mãn chất lượn Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phân bố cực * Đối tượng: * Ma trận điều khiển * Điều kiện cần đủ để hệ thống điều khiể Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phân bố cực Nếu hệ thống điều khiển được, tính cực vò trí * Bước : Viết phương trình đặc trưng hệ thố * Bước : Viết phương trình đặc trưng mong muốn * Bước : Cân hệ số hai phương t (2) tìm vector hồi tiếp trạng thái K Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phân bố cực * Thí dụ : Cho đối tượng mô tả phương trình tra Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phân bố cực * Phương trình đặc trưng hệ thống kín * Phương trình đặc trưng mong muốn Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phân bố cực * Cân hệ số hai phương trình (1) va * Giải hệ phương trình trên, ta được: CONTROL SYSTEM REALIZATION ACTIVE CIRCUITS CONTROL SYSTEM REALIZATION PASIVE CIRCUITS CONTROL SYSTEM REALIZATION PD controller CONTROL SYSTEM REALIZATION PI controller CONTROL SYSTEM REALIZATION PID controller CONTROL SYSTEM REALIZATION Phase Lead-Lag controller CONTROL SYSTEM REALIZATION Second Order Active filter ... điều khiển dùng pp QĐNS  Thiết kế điều khiển dùng biểu đồ bode Thiết kế điều khiển dùng pp phân bố cực Thiết kế điều khiển PID Khái niệm • Thiết kế tồn q trình bổ sung thiết bị phần cứng thuật. .. u cầu tính ổn định, độ xác, đáp ứng q đơ,… Bộ hiệu chỉnh nối tiếp • Bộ điều khiển nối tiếp với hàm truyền hệ hở Các điều khiển: sớm pha, trễ pha, sớm trể pha, P, PD, PI, PID,… * Phương pháp thiết... Bode Bộ hiệu chỉnh hồi tiếp trạng thái * Tất trạng thái hệ thống phản hồi trở vể ngõ vào •Bộ điều khiển: u(t) = r(t) – Kx(t) K = [k1 k2 … kn] * Phương pháp thiết kế: phân bố cực, LQR Ảnh hưởng