Chương 8c gồm có những nội dung chính sau: Thiết kế hệ thống điều khiển, hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản, phương pháp thiết kế bộ điều khiển rời rạc. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
MƠN HỌC CƠ SỞ TỰ ĐỘNG Giảng viên: Nguyễn Đức Hồng Bộ mơn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Email: ndhoang@hcmut.edu.vn CHƯƠNG 8 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RỜI RẠC Thiết kế hệ thống điều khiển Hiệu chỉnh nối tiếp: Hồi tiếp trạng thái: Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản Khâu vi phân Trong miền thời gian: de( t ) u( t ) = dt Rời rạc dùng sai phân lùi: e( kT ) − e([k − 1]T ) u( kT ) = T Lấy biến đổi Z hai vế: E ( z ) − z −1 E ( z ) U (z) = T U ( z ) − z −1 z − Hàm truyền khâu vi phân: GC ( z ) = E ( z ) = T = Tz Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản Khâu tích phân t u( t ) = e( τ)d τ Trong miền thời gian: kT ( k −1)T kT 0 ( k −1)T e( τ)d τ = Rời rạc: u( kT ) = � �e(τ)d τ + �e(τ)d τ � u( kT ) = u([k − 1]T ) + kT e( τ)d τ ( k −1)T Xấp xỉ: kT ( k −1)T e( τ)d τ T ( e([k − 1]T ) + e( kT ) ) Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản Khâu tích phân Biến đổi Z: U ( z ) = z −1U ( z ) + T ( z −1 E ( z ) + E ( z ) ) U ( z ) T + z −1 T z + Hàm truyền: GC ( z ) = = = −1 E(z) 1− z z −1 Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản Bộ điều khiển PID rời rạc Hàm truyền: K IT z + K D z −1 GPID ( z ) = K P + + z −1 T z Phương pháp thiết kế bộ điều khiển rời rạc Cách 1: Thiết kế bộ điều khiển liên tục. Sau đó rời rạc bộ điều khiển liên tục ta được bộ điều khiển rời rạc Cách 2: Thiết kế bộ điều khiển trực tiếp trên hệ thống rời rạc. Các phương pháp : QĐNS, phân bố cực → phương pháp : phân bố cực Ví dụ 1 Cho hệ thống hồi tiếp âm sau: K IT z + G ( s) = , GC ( z ) = K P + 2s + z −1 Tính KP và KI sao cho sau hiệu chỉnh hệ kín có cặp cực phức với: ξ = 0.707, ωn = 4( rad / s ) Ví dụ 2 Cho hệ thống hồi tiếp âm sau: 10e −0.1s G ( s) = s + 10 z − 0.5 GC ( z ) = a. Cho .Xác đ ịnh K để hệ kín ổn định z + 0.5 ? z+a G ( z ) = C b. Cho .Xác đ ịnh K, a, b để hệ kín có z+b * z = −0.5 j 0.5 cặp cực phứ1,2c ? Tính sai s ố xác lập khi ngõ vào hàm nấc đơn vị với GC(z) tìm Ví dụ 3 Cho hệ thống rời rạc được mơ tả bởi PTTT: 0.368 0.050 � 0.006 � � � x (k + 1) = � x (k ) + � u( k ) � � 0.670 � 0.168� , T = 0.1s �0 � y (k ) = [ 0] x (k ) u( k ) = Nr ( k ) − Kx ( k ) ể Xác định luật điều khiển đ ngõ ra thỏa: POT = 9.5%, tqđ(5%) = 1s và yxl = 1 đối với ngõ vào r(k) hàm nấc đơn vị ? ...CHƯƠNG 8 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RỜI RẠC Thiết kế hệ thống điều khiển Hiệu chỉnh nối tiếp: Hồi tiếp trạng thái: Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản Khâu vi phân... các khâu cơ bản Khâu tích phân Biến đổi Z: U ( z ) = z −1U ( z ) + T ( z −1 E ( z ) + E ( z ) ) U ( z ) T + z −1 T z + Hàm truyền: GC ( z ) = = = −1 E(z) 1− z z −1 Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản... z −1 z − Hàm truyền khâu vi phân: GC ( z ) = E ( z ) = T = Tz Hàm truyền rời rạc các khâu cơ bản Khâu tích phân t u( t ) = e( τ)d τ Trong miền thời gian: kT ( k −1)T kT 0 ( k −1)T