Bài Tập LớnPhân tích Hệ thống ĐCTĐ tốc độ động cơ

Đề bài: Tính toán hệ thống điều chỉnh tự động tuyến tính liên tục theo yêu cầu tiêu chất lợng làm việc cho trớc Phân tích khảo sát hệ thống: H thng CT tc ng c A.Phõn Tớch H Thng 1) S nguyờn lý v S nguyờn lý: chc nng ca tng phn t h thng Trong ú : CA : Chit ỏp t tc ng c KT :Khuch i in t MF : Mỏy phỏt C : ng c MFT : Mỏy phỏt o tc quay ca ng c Tên phần tử Kí Mftđ Ca Kmftđ Kca Kđ đt Kkđ đt Tkđ Mf Kmf đc Tmf Kđc Tđc hiệu thông số thứ nguyê n Giá trị [mv xph/vòng] v/mv [ma/ v] 1.5 35 0.00 Ký hiệu K1 K2 K3 T1 đt [se c] [v/m a] [sec [vòngphút x ] v] [se c] 5.8 0.02 0.2 K5 T2 K6 T3 max = 24%; t dc = 1,4[sec];n = 2;V = 12; V = 0.1 Bng 1: Cỏc thụng s cho trc ca cỏc phn t h thng 2) S v s chc nng ca h thng Qua sơ đồ nguyên lý cho ban đầu, ta lập đợc sơ đồ khối mô tả phần tử hệ thống CT tc ng c mối liên hệ phần tử đó: Phỏt Uo CA CCH MF Ti MFT K S chc nng ca h thng : CCCT L B KSB- B1 Ccch B2 TC hình 3) S cu trỳc ca h thng Nguyờn lý lm vic ca h thng Qua s nguyờn lý, s chc nng v chc nng cỏc phn t ta cú th mụ t nguyờn lý lm vic ca h thng CT tc ng c nh sau: Lng vo c iu khin õy l in ỏp, sau qua khõu LB c bin i thnh in ỏp sai lch, in ỏp sai lch ny c to sau cú s so sỏnh gia lng vo v lng Giỏ tr ca in ỏp sai lch nh s c khuch i s b thụng qua khõu KT Cụng sut ca tớn hiu s c khuch i lờn nhiu ln qua khõu KM, bin thnh in ỏp mỏy phỏt a ti u vo ca phn t ng c chp hnh CCH s quay theo in ỏp iu khin Mỏy phỏt o tc cú nhim v o tc quay ca ng c v bin i thnh in ỏp a tr li u vo Phõn tớch cu trỳc h thng: Trờn c s phõn tớch nguyờn lý lm vic ca h thng nh trờn,ta i n phõn tớch cu trỳc h thng: H thng lm vic ch bỏm, tớn hiu ph thuc tớn hiu vo-c to lng vo c bin i thụng qua hng lot cỏc khõu ng hc in hỡnh: Khõu CA: Lng vo l in ỏp sai lch gia i lng u ó c bin i thnh in ỏp v tớn hiu u vo Phng trỡnh ng hc ca khõu c biu din thụng qua hm s truyn: W (p) = K2 [V/mv] K2 Trong ú l h s khuch i (HSK) Khõu KT : Phn t khuch i theo sai lch vi u vo l in ỏp sai lch v u l in ỏp ó c khuch i Hm truyn ca khõu ny l: W (p) = Trong K K3 T1 p + [ma/(v*sec)] HSKĐ khâu T số thời gian khâu Khõu MF: L b khuch i cụng sut, u vo l in ỏp cun dõy kớch t, u l in ỏp mỏy phỏt Hm s truyn ca khõu l: W (p) = K5 T2 p + Tróng đó: K5 [V/(ma*sec)] HSKĐ T2 số thời gian Khõu CCH: L ng c chp hnh in mt chiu, iu khin gúc quay ca ng c theo in ỏp iu khin Hm truyn ca khõu: W (p) = Trong K6 K6 p( T3 p + 1) [V/(độ*sec)] HSKĐ khâu T3 số thời gian Mỏy phỏt tc : L khõu bin i tc v cú hm s truyn: W (p) = K1 S cu trỳc: Trờn c s cỏc hm s truyn cỏc khõu ó lp c v s liu bi ra, ta thnh lp c s cu trỳc ca h thng CT tc ng c nh sau: K2 K3 T1 p + K5 T2 p + K6 p (T3 p + 1) K1 Hỡnh 4 4) Hm s truyn ca h thng: Hm truyn t mch h H t ng cú phn hi õm n v, cỏc khõu cũn li h thng mc ni tip vi vy hm s truyn mch h l: K K K K K1 H W (p)= W1(p)*W2(p)*W3(p)*W4(p)*W5(p) = t (1 + pT1 )(1 + pT2 )(1 + pT3 ) p K = K K K K K1 WH ( p ) = Wh(p) = P (T p + 1)(T p + 1)(T p + 1) = 1 K p + pT1 + pT2 + pT3 1218 p (0,005 p + 1)(0,028 p + 1)(0,2 p + 1) Hm truyn Wh(p) cho thy h h tng ng vi h gm khõu tớch phõn v ba khõu quỏn tớnh mc ni tip nhau,nh s sau: Hỡnh Hm truyn t mch kớn Wh ( p ) Wk(p) = + Wh ( p ) 1218 1218 + p(1 + 0,005 p)(1 + 0,028 p)(1 + 0,2 p) Wk(p) = Hm truyn t theo sai lch W (p) = 1 + Wh ( p) W(p) = p (1 + 0,005 p)(1 + 0,028 p)(1 + 0,2 p ) 1218 + p(1 + 0,005 p )(1 + 0,028 p )(1 + 0,2 p ) 5) Kho sỏt tớnh n nh v cht lng ca h thng kho sỏt tớnh n nh ca h thng ta s dng tiờu chun Hurwitz 5.1) Xột tớnh n nh ca h thng h 1218 p (0,005 p + 1)(0,028 p + 1)(0,2 p + 1) Cú hm truyn h h: Wh(p) = Do ú ta cú phng trỡnh c trng ca h thng h 0,000028 p + 0,00674 p + 0,233 p + p = (1) Ta nhn thy rng h s t ca (1) bng khụng nờn cú th bc u kt lun h thng nm trờn biờn gii n nh vỡ phng trỡnh c trng cú nghim nm gc ta Ma trn Hurwitz c thnh lp nh sau: a a 0 a a a 0 a a 0 a a a 4 Trong ú: a a = 0,000028; a1 = 0,00674 = 0,233; a3 = 1; a = a Ta nhn thy h s trn Hurwitz Ta cú: a1 = 0,00674 = >0 nờn ta xột tip cỏc nh thc c thnh lp t ma >0 a a a =a = 1 0 a = 0,00674 = 0,00154242> a 0,000028 0,233 a a = a * = 1* 0,00154242 > a a 3 3 Do ú h thng nm trờn biờn gii n nh loi mt cú nghim nm gc ta Nh vy h h khụng n nh Ta cú th kho sỏt cht lng h thng thụng qua phn mm Matlab Xột c tớnh quỏ ca h h T c tớnh quỏ trờn ta cú th khng nh li h thng h khụng n nh 5.2) Xột tớnh n nh ca h thng kớn Cú hm truyn h thng kớn : 1218 1218 + p(1 + 0,005 p)(1 + 0,028 p)(1 + 0,2 p) Wk(p) = T ú ta cú phng trỡnh c trng ca h thng kớn phn hi õm n v: 0,000028 p + 0,00674 p + 0,233 p + p + 1218 = Ma trn Hurwitz c thnh lp nh sau: a a 0 a a a 0 a a 0 a a a 4 Trong ú: a a = 0,000028; a1 = 0,00674 = 0,233; a3 = 1; a = 1218 Cú: a = 0,000028 >0 a1 = 0,00674 = a a a =a = 1 0 a = 0,00674 = 0,00154242 > a 0,000028 0,233 a a a = a *a *a a *a *a *a *a *a a a a4 = * >0 3 3 3 1 = 0,0538 < = -65,5284 Rtp2=192k;Ctp=3,3 ; S dng khõu vi phõn K vp (1 + Tvp1 p ) Wvp(p)= (1 + Tvp p) Rvp1 K vp Rvp1 + Rvp + Rvp3 = K hc = 0,1067 = Tvp1=Rvp2Cvp=T1bd=0,2(s) Tvp2= 16 Rvp1 Vỡ Rvp1 + Rvp + Rvp3 = 0,1067 Rvp1 Rvp1 + Rvp + Rvp3 Tvp1 = 0,02134 < 0,028 Nờn Do ú giỏ tr Kb=1218 tha Kvp=Km/Kbd=0,1067 Rvp1 Rvp1 + Rvp + Rvp3 = 0,1067 Rvp2Cvp=0,2 Chn Rvp2=50k nhn c Rvp1=6,2k;Cvp=4.F;Rvp3=1,94k Lỳc ny tham s thc t ca mch vi phõn l: Tvp1=0,2(s); Tvp2=0,028(s); Kvp=0,1067 Khi ú ta nhn c hm truyn h thng hiu chnh sau hin thc húa l: Whth=Wtp(p).Wvp(p)= Hm s truyn h h ca H Thng ó c hiu chnh mong mun: Whm(p)=Whth(p).Wbd(p)= Kho sỏt trờn Matlab: 17 ... vùng tần số cao tơng ứng với khoảng đầu trình độ hệ thống ảnh hởng đến hình dạng , ta chọn Lmm() có độ nghiêng trùng với độ nghiêng đặc tính Lbđ() hệ thống cha hiệu chỉnh, ta chọn L mm() 13 =20lgK-60lg... số theo toạ độ lg Khi xây dựng ĐTTS biên độ logarit khâu ta dùng phơng pháp tiệm cận nên khoảng cận thứ nhất: L ( ) 20 lg1218 20 lg < , ta có phơng trình tiệm Do hệ thống có khâu tích phân... có toạ độ w=1 L=20lg1218 với độ nghiêng (-20)db/dc Nó kết thúc tần số gập thứ Tơng tự, , ta có phơng trình tiệm cận thứ hai: L ( ) 20 lg1218 20 lg 20 lg 0,2 = 20 lg 6090 40 lg Độ nghiêng