1 Bài 10: Khảo sát đặc tính động học hệ thống dùng board PC104 10.1.Mục tiêu -Sinh viên khảo sát đáp ứng tần số đáp ứng thời gian đối tượng động DC Hàm truyền động Dc với ngõ vào điện áp phần ứng ngõ tốc độ quán tính bậc Hàm truyền động Dc với ngõ vào điện áp phần ứng ngõ vị trí góc khâu bậc hai -Ứng dụng card PC104 điều khiều khiển 10.2 Nội dung 10.2.1 Board PC104 Phần cứng Sơ đồkhối phần cứng mơ tảnhư ởHình Trong đó, bo mạch PC104CARD phần cứng trung tâm thí nghiệm Bo mạch PC104CARD xây dựng tảng FPGA Altera có khảnăng giao tiếp với máy tính thông qua phần mềm Matlab/ Simulink/ Real-time Windows Target với tính sau: • Digital Input / Digital Output: DI / DO • Điều rộng xung (PWM): kênh độphân giải 0.1% (~ 10bit) • Encoder: kênh encoder x4 • Analog Input: kênh ADC 12bit tầm đo – 10V • Analog Output: kênh DAC 12bit tầm – 2V • Giao tiếp với máy tính thơng qua cổng máy in theo chuẩn EPP Động cơDC sửdụng thí nghiệm có điện áp định mức 24VDC encoder độphân giải 400 xung/vòng Tín hiệu điều rộng xung Pulsevà hướng Dir sẽđiều khiển động cơchạy với tốc độvà chiều quay mong muốn: • Điện áp cấp cho động cơsau qua Motor Driver sẽbằng *24/1000 PWM T (V), PWM T giá trị điều rộng xung từ(0 – 1000) tương ứng với độphân giải 0.1% • Tốc độcủa động cơ(đơn vịvòng/phút) tính theo phương pháp đo thời gian chu kỳxung encoder A hướng quay xác định thông qua so sánh lệch pha tín hiệu encoder A B • Vịtrí động tính tốn qua mạch encoder x4, có nghĩa động cơquay vòng (3600) ta đọc 4x400 = 1600 xung Ngõ Analog Output (AO) cho giá trịtốc độvà vịtrí động cơtheo giá trịanalog Kênh AO thứnhất xuất giá trịtừ(0V – 2V) dùng cho giá trị đặt, kênh AO thứhai xuất giá trịtừ(0V – 2V) tương ứng với tốc độquay động từ(0 rpm – 1000 rpm), kênh AO thứba xuất giá trịtừ(0V – 2V) tương ứng với vị trí động cơtừ(0 vòng 00– 10 vòng) Ngõ vào Analog Input nhận tín hiệu điều khiển analog đểxuất tín hiệu điều rộng xung tới động Các ngõ analog Hướng dẫn thí nghiệm điều khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc sửdụng thí nghiệm thiết kếbộ điều khiển PID liên tục Hình 1: Sơ đồ phần cứng thí nghiệm 10.2.2.Phần mềm Matlab/Simulink Realtime Windows Target Phần mềm Phần mềm sửdụng thí nghiệm bộphần mềm Matlab/ Simulink/ Real-time Windows Target Cơng cụReal-time Windows Target cho phép mơ hình Simulink có khảnăng kết nối với phần cứng bên ngồi chạy theo thời gian thực Đểbiên dịch chạy mơ hình Simulink liên kết với phần cứng sinh viên phải thực bước trình tựsau: • Tạo mởmột file simulink ởHình • Vào menu Simulation ->Configuration, chọn mục Solver đểcài đặt thông sốvềthời gian mô (Simulation time) phương pháp mô (Solver Options) ởHình • Vào menu Tool -> Real-Time Workshop -> Build Model (hoặc nhấn chuột trái vào biểu tượng Incremental Build) đểbiên dịch mơ hình • Sau mơ hình biên dịch thành cơng, vào menu Simulation -> Connect To Target (hoặc nhấn chuột trái vào biểu tượng Connect To Target) đểkết nối mơ hình Simulink tới phần cứng • Vào menu Simulation -> Run (hoặc biểu tượng Run) đểtiến hành chạy mơ hình Hướng dẫn thí nghiệm điều khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc Hình Mơ hình Simulink kết nối phần cứng Hình Cài đặt thông sốmô 10.2.3 Động DC Đáp ứng tần số Đáp ứng tần số hệ bậc với ngõ vào hình sin Mơ hình động DC Hướng dẫn thí nghiệm điều khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc 10.2.4 Sơ đồ kết nối thí nghiệm 10.3 Thí nghiệm Khảo sát đặc tính thời gian đáp ứng tần số động DC 10.3.1 Khảo sát đáp ứng thời gian 10.3.2.Khảo sát đáp ứng tần số 10.4.Kiểm tra đánh giá Hướng dẫn thí nghiệm điều khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc ... khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc 10.2.4 Sơ đồ kết nối thí nghiệm 10.3 Thí nghiệm Khảo sát đặc tính thời gian đáp ứng tần số động DC 10.3.1 Khảo sát đáp ứng thời gian 10.3.2 .Khảo sát đáp... khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc Hình Mơ hình Simulink kết nối phần cứng Hình Cài đặt thông sốmô 10.2.3 Động DC Đáp ứng tần số Đáp ứng tần số hệ bậc với ngõ vào hình sin Mơ hình động DC... thời gian 10.3.2 .Khảo sát đáp ứng tần số 10.4.Kiểm tra đánh giá Hướng dẫn thí nghiệm điều khiển tự động (bổ sung)-©Huỳnh Minh Ngọc