Chương 6 trình bày về Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục. Chương này cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm, các phương pháp điều khiển, hồi tiếp trạng thái, thiết kế hệ thống dùng QĐNS, ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh lên hệ thống,... Mời các bạn cùng tham khảo 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 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC Khái niệm Thiết kế là tồn bộ q trình bổ sung thiết bị (phần cứng) cũng như thuật tốn (phần mềm) vào hệ thống cho trước để được hệ mới thỏa mãn u cầu về tính ổn định, chính xác, đáp ứng q độ,… Các phương pháp điều khiển • Hiệu chỉnh nối tiếp • Hồi tiếp trạng thái Hiệu chỉnh nối tiếp Sơ đồ điều khiển R(s) + • • Gc(s) G(s) C(s) Các bộ điều khiển: sớm pha, trể pha, PI, PD, … PP thiết kế: QĐNS, Bode Hồi tiếp trạng thái Sơ đồ điều khiển • • Bộ điều khiển: u(t) = r(t) − K * x(t) Kố = c [kự1c, LQR,… k k n ] PP thiết kế: phân b Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh lên hệ thống Sơ đồ điều khiển R(s) + Gc(s) s + 10 a) G C (s) = s + 25 1000 G(s) = s + 4s + 100 G(s) C(s) s+2 b) G C (s) = s +1 Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh a) lên hệ thống Ảnh hưởng khâu hiệu chỉnh b) lên hệ thống Thiết kế hệ thống dùng QĐNS R(s) + Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển sớm pha → cải thiện chất lượng quá độ G C (s) = K C s+ αT (α > 1) s+ T Thiết kế hệ thống dùng QĐNS R(s) + Gc(s) Các bước thiết kế: Đọc sách G(s) C(s) Ví dụ Sơ đồ điều khiển R(s) • + Gc(s) G(s) = s(s + 5)(s + 10) G(s) C(s) Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: POT = 9.5% và tqđ(2%) = 2s. Cho GC(s) có zero bằng 4 Thiết kế hệ thống dùng QĐNS R(s) + Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển trễ pha → cải thiện chất lượng xác lập s+ βT G C (s) = K C (β < 1) s+ T Thiết kế hệ thống dùng QĐNS R(s) + Gc(s) Các bước thiết kế: Đọc sách G(s) C(s) Ví dụ Sơ đồ điều khiển R(s) • + Gc(s) s +1 G(s) = s (s + 10) G(s) C(s) Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống có đáp ứng q độ thay đổi khơng đáng kể và có hệ số gia tốc bằng 20 Bài tập 1 Sơ đồ điều khiển R(s) + • Gc(s) 10s + G(s) = s(s + 10) G(s) C(s) Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: POT = 9.5% và tqđ(5%) = 0.2s. Bài tập 2 Sơ đồ điều khiển R(s) • + Gc(s) s +1 G(s) = s (s + 10) G(s) C(s) Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống có đáp ứng q độ thay đổi khơng đáng kể và có hệ số gia tốc bằng 20 Kiểm tra 1 Sơ đồ điều khiển R(s) + • Gc(s) 40 G(s) = s (s + 10) G(s) C(s) Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: POT