Chương I: Nhập Môn - Cơ Sở Tự Động Học

Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn Chương I: NHẬP MƠN • • • Chương I ĐẠI CƯƠNG CÁC ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Nhập Môn Trang I.1 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn I ĐẠI CƯƠNG Hồi tiếp (feedback) tiến trình tự nhiên Nó diện hầu hết hệ thống động, kể thân sinh vật, máy móc, người máy móc … Tuy nhiên, khái niệm hồi tiếp dùng nhiều kỹ thuật Do đó, lý thuyết hệ thống tự điều khiển (automatic control systems) phát triển ngành học kỹ thuật cho việc phân tích, thiết kế hệ thống có điều khiển tự động kiểm sốt tự động Rộng hơn, lý thuyết áp dụng trực tiếp cho việc thiết lập giải vấn đề thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau, cho vật lý học, tốn học mà cịn cho ngành khác như: sinh vật học, kinh tế học, xã hội học, … Hiện nay, hệ thống tự điều khiển đảm đương vai trò quan trọng phát triển tiến công nghệ Thực tế, tình sinh hoạt ngày có liên quan đến vài loại điều khiển tự động: máy nướng bánh, máy giặt, hệ thống audio-video Trong quan lớn hay xưởng sản xuất, để đạt hiệu suất tối đa việc tiêu thụ điện năng, lò sưỡi máy điều hồ khơng khí kiểm soát computer Hệ thống tự điều khiển thấy cách phong phú tất phân xưởng sản xuất : Kiểm tra chất lượng sản phẩm, dây chuyền tự động, kiểm sốt máy cơng cụ Lý thuyết điều khiển khơng thể thiếu ngành địi hỏi tính tự động cao : kỹ tht khơng gian vũ khí, người máy nhiều thứ khác Ngồi ra, thấy người hệ thống điều khiển phức tạp thú vị Ngay việc đơn giản đưa tay lấy đồ vật, tiến trình tự điều khiển xãy Quy luật cung cầu kinh tế học, tiến trình tự điều khiển … II CÁC ĐỊNH NGHĨA Hệ thống điều khiển: Là xếp phận vật lý, phối hợp, liên kết nhau, cách để điều khiển, kiểm sốt, hiệu chỉnh sửa sai thân để điều khiển hệ thống khác Một hệ thống điều khiển miêu tả thành phần (H.1_1) Đối tượng để điều khiển (chủ đích) Bộ phận điều khiển Kết Chủ đích Bộ phận Điều khiển Kết (a) H.1_1 : Các phận hệ thống điều khiển Inputs u Bộ phận Điều khiển Outputs c (b) Chương I Nhập Môn Trang I.2 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn Ba thành phần nhận dạng ( H.1_1) Các inputs hệ thống cịn gọi tín hiệu tác động (actuating signals ) outputs hiểu biến kiểm soát (controlled variables ) Một thí dụ đơn giản, mơ tả (H.1_1) lái xe ôtô Hướng hai bánh trước xem biến kiểm soát c, hay outputs Góc quay tay lái tín hiệu tác động u, hay input Hệ thống điều khiển trường hợp bao gồm phận lái chuyển dịch toàn thể xe, kể tham gia người lái xe Tuy nhiên, đối tượng để điều khiển vận tốc xe, áp suất tác động tăng lên gia tốc input vận tốc xe output Nói chung, xem hệ thống điều khiển xe ôtô hệ thống điều khiển hai inputs (lái gia tốc) hai outputs (hướng vận tốc) Trong trường hợp này, hai inputs hai outputs độc lập Nhưng cách tổng quát, có hệ thống mà chúng liên quan Các hệ thống có nhiều input output gọi hệ thống nhiều biến 2.Hệ điều khiển vòng hở (open_loop control system) Cịn gọi hệ khơng hồi tiếp (Nonfeedback System), hệ thống kiểm sốt khơng tuỳ thuộc vào output Những thành phần hệ điều khiển vịng hở thường chia làm hai phận: điều khiển (controller) thiết bị xử lý (H.1_2) Tham khảo r Controller Tín hiệu tác động u Thiết bị c Biến kiểm sốt Hình H.1_2 : Các phận hệ điều khiển vòng hở Một tín hiệu vào, hay lệnh điều khiển hay tín hiệu tham khảo (Reference) r đưa vào controller Tín hiệu tín hiệu tác động u, kiểm sốt tiến trình xử lý cho biến c hoàn tất vài tiêu chuẩn đặt trước ngõ vào Trong trường hợp đơn giản, controller mạch khuếch đại, phận nối tiếp thứ khác, tuỳ thuộc vào loại hệ thống Trong điều khiển điện tử, controller microprocessor Thí dụ : Một máy nướng bánh có gắn timer để ấn định thời gian tắt mở máy.Với lượng bánh đó, người dùng phải lượng định thời gian nướng cần thiết để bánh chín, cách chọn lựa thời gian timer Đến thời điểm chọn trước, timer điều khiển tắt nung r (Độ chín mong muốn) Timer (Chọn lựa Thời gian) Bộ nung c (Độ chín thực tế) Nhiễu Phá rối Hình H.1_3: Thí dụ hệ điều khiển vịng hở Chương I Nhập Mơn Trang I.3 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn Dễ thấy hệ thống điều khiển có độ tin cậy khơng cao.Tín hiệu tham khảo đặt trước, cịn đáp ứng ngõ thay đổi theo điều kiện xung quanh, nhiễu Muốn đưa đáp ứng c đến trị giá tham khảo r, người dùng phải qui chuẩn lại cách chọn timer lại Hệ điều khiển vịng kín (closed – loop control system) Còn gọi hệ điều khiển hồi tiếp (feedback control system) Để điều khiển xác, tín hiệu đáp ứng c(t) hồi tiếp so sánh với tín hiệu tham khảo r ngỏ vào Một tín hiệu sai số (error) tỷ lệ với sai biệt c r đưa đến controller để sửa sai Một hệ thống với nhiều đường hồi tiếp gọi hệ điều khiển vòng kín (Hình H.1_4) Nhiễu phá rối Phân tích saibiệt r e + u Controller C Thiết bị _ Bộ chuyển Hồi tiếp H.1_4 : Hệ điều khiển vịng kín Trở lại ví dụ máy nướng bánh Giả sử nung cấp nhiệt phía bánh chất lượng bánh xác định màu sắc Một sơ đồ đơn giản hố áp dụng nguyên tắc hồi tiếp cho máy nướng bánh tự động trình bày (H.1_5) Bánh SW ~ Bộ phân tích màu Relay Gương Nút chỉnh màu Đường hồi tiếp H.1_5 : Máy nướng bánh tự động Chương I Nhập Môn Trang I.4 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn Ban đầu, máy nướng qui chuẩn với chất lượng bánh, cách đặt nút chỉnh màu Không cần phải chỉnh lại không muốn thay đổi tiêu chuẩn nướng Khi SW đóng, bánh nướng, phân tích màu "thấy" màu mong muốn Khi SW tự động mở, tác động đường hồi tiếp (mạch điện tử điều khiển relay hay đơn giản phận khí) H.1_6 sơ đồ khối mô tả hệ thống r Controller Phân Tích màu + Relay SW Màu Mong muốn Đóng Mở Máy nướng u Bánh C Màu Bánh Thực tế Gương H.1_6 : Sơ đồ khối máy nướng bánh tự động Một thí dụ khác hệ thống điều khiển vịng kín hình H.1_7: hệ thống điều khiển máy đánh chữ điện tử (Electronic Typewriter) Bàn phím θr Vi Xử lý KĐ Công suất DC motor θr Bánh xe in Mã hố Vị trí θc Hồi tiếp H.1_7: Hệ thống điều khiển máy đánh chữ điện tử Bánh xe in (printwheel) có khoảng 96 hay 100 ký tự, motor quay,đặt vị trí ký tự mong muốn đến trước búa gõ để in Sự chọn lựa ký tự người sử dụng gõ lên bàn phím Khi phím gõ, lệnh cho bánh xe in quay từ vị trí hành đến vị trí bắt đầu Bộ vi xử lý tính chiều khoảng cách phải vượt qua bánh xe, gửi tín hiệu điều khiển đến mạch khuếch đại công suất Mạch điều khiển motor quay để thúc bánh xe in Vị trí bánh xe in phân tích cảm biến vị trí (position sensor) Tín hiệu mã hóa so sánh với vị trí mong muốn vi xử lý Như motor điều khiển cho thúc bánh xe in quay đến vị trí mong muốn Trong thực tế, tín hiệu điều khiển phát vi xử lý thúc bánh xe in từ vị trí đến vị trí khác đủ nhanh để in cách xác thời gian Chương I Nhập Môn Trang I.5 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn θr(t) θc(t) Định vị t1 in t2 Thời gian H.1_8: Input output điều khiển bánh xe in Hình H.1_8 trình bày input output tiêu biểu hệ thống Khi lệnh tham khảo đưa vào (gõ bàn phím), tín hiệu trình bày hàm nấc (step function) Vì mạch điện motor có cảm kháng tải học có qn tính, bánh xe in khơng thể chuyển động đến vị trí mong muốn tức khắc Nó đáp ứng hình vẽ đến vị trí sau thời điểm t1 Từ đến t1 thời gian định vị Từ t1 đến t2 thời gian in Sau thời điểm t2, hệ thống sẵn sàng nhận lệnh Hồi tiếp hiệu : Trong thí dụ trên, việc sử dụng hồi tiếp với chủ đích thật đơn giản, để giảm thiểu sai biệt tiêu chuẩn tham khảo đưa vào tín hiệu hệ thống Nhưng, hiệu có ý nghĩa hồi tiếp hệ thống điều khiển sâu xa nhiều Sự giảm thiểu sai số cho hệ thống hiệu quan trọng mà hồi tiếp có tác động lên hệ thống Phần sau đây, ta thấy hồi tiếp tác động lên tính chất hệ thống tính ổn định, độ nhạy, độ lợi, độ rộng băng tần, tổng trở r e + _ C G b H H.1_9: Hệ thống có hồi tiếp Xem hệ thống có hồi tiếp tiêu biểu (H.1_9) Trong r tín hiệu vào C tín hiệu G H độ lợi M = Chương I C G = r + GH Nhập Môn (1.1) Trang I.6 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn a) Hiệu hồi tiếp độ lợi toàn thể (overall Gain) So với độ lợi hệ vòng hở (G), độ lợi tồn thể hệ vịng kín (có hồi tiếp) có thêm hệ số 1+GH Hình H.1_9 hệ thống hồi tiếp âm, tín hiệu hồi tiếp b có dấu (-) Lượng GH tự bao gồm dấu trừ Do đó, hiệu tổng quát hồi tiếp làm tăng giảm độ lợi Trong hệ điều khiển thực tế, G H hàm tần số f Suất + GH lớn khoảng tần số nhỏ khoảng tần số khác Như vậy, hồi tiếp làm tăng độ lợi hệ thống khoảng tần số làm giảm khoảng tần số khác b) Hiệu hồi tiếp tính ổn định Nói cách khác không chặt chẽ lắm, hệ thống gọi bất ổn output khỏi kiểm sốt tăng khơng giới hạn Xem phương trình (1.1) GH = -1, output hệ thống tăng đến vô hạn input hữu hạn Như vậy, nói hồi tiếp làm hệ thống (mà lúc đầu ổn định) trở nên bất ổn Hồi tiếp gươm lưỡi Nếu dùng khơng cách, trở nên tai hại Nhưng chứng tỏ rằng, mối lợi hồi tiếp lại tạo ổn định cho hệ thống bất ổn Giả sử hệ thống hồi tiếp (H.1_9) bất ổn GH = -1 Bây giờ, ta đưa vào vòng hồi tiếp âm nữa, (H.1_10) + r e + _ c G _ H F Độ lợi toàn thể hệ thống : c G = r + GH + GF (1.2) Nếu tín chất G H làm cho vịng hồi tiếp bất ổn, G.H = -1 tồn thể hệ thống ổn định cách chọn lựa độ lợi F vịng hồi tiếp ngồi Chương I Nhập Mơn Trang I.7 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn c) Hiệu hồi tiếp độ nhạy (Sensibility) Độ nhạy thường giữ vai trò quan trọng việc thiết kế hệ thống điều khiển Vì thành phần vật lý có tín chất thay đổi môi trường xung quanh với thời kỳ , ta luôn xem thông số hệ thống hồn tồn khơng đổi suốt tồn đời sống hoạt động hệ thống Thí dụ, điện trở dây quấn động điện thay đổi nhiệt độ tăng lúc vận hành Một cách tổng quát, hệ điều khiển tốt phải nhạy biến đổi thơng số để giữ vững đáp ứng Xem lại hệ thống (H.1_9) Ta xem G thơng số thay đổi Độ nhạy toàn hệ thống định nghĩa sau: S M = G δM / M δ G /G (1.3) M: độ lợi tồn hệ thống Trong đó: δM thay đổi thêm M G.δM/M δG/G phần trăm thay đổi M G Ta có: S M G = δ M G = δ G M + GH (1.4) Hệ thức chứng tỏ hàm độ nhạy làm nhỏ tuỳ ý cách tăng GH, hệ thống giữ ổn định Trong hệ vòng hở, độ lợi đáp ứng kiểu - đối - biến thiên G Một cách tổng quát, độ nhạy toàn hệ thống hệ hồi tiếp biến thiên thông số tuỳ thuộc vào nơi thơng số Người đọc khai triển độ nhạy hệ thống (H.1_9) theo biến thiên H d) Hiệu hồi tiếp nhiễu phá rối từ bên Trong suốt thời gian hoạt động, hệ thống điều khiển vật lý chịu phá rối vài loại nhiễu từ bên ngồi Thí dụ, nhiễu nhiệt (thermal noise) mạch khuếch đại điện tử, nhiễu tia lửa điện sinh từ chổi cổ góp động điện … Hiệu hồi tiếp nhiễu tuỳ thuộc nhiều vào nơi mà nhiễu tác động vào hệ thống Khơng có kết luận tổng quát Tuy nhiên, nhiều vị trí, hồi tiếp giảm thiểu hậu nhiễu Xem hệ thống (H.1_11) Chương I Nhập Môn Trang I.8 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn n (nhiểu) r + e + G1 C G2 + _ H Hình H.1 11 Ouput hệ xác định nguyên lý chồng chất (super position) - Nếu khơng có hồi tiếp, H = output Ở e = r C = G G e + G n (1 - 5) Tỷ số tín hiệu nhiễu (signal to noise ratio) định nghĩa: S output tín hi e u G G e e = = = G1 N output nhieu G2n n (1.6) Để tăng tỷ số S/N hiển nhiên phải tăng G1 e/n Sự thay đổi G2 không ảnh hưởng đến tỷ số - Nếu có hồi tiếp, output hệ thống r n tác động đồng thời : C = G2 G 1G n r + + G 1G H + G 1G H (1.7) So sánh (1.5) (1.7), ta thấy thành phần nhiễu (1.7) bị giảm hệ số 1+ G1G2 H Nhưng thành phần tín hiệu vào bị giảm lượng Tỷ số S/N là: S/N = G G r /(1 + G 1G H) r = G1 G n / (1 + G 1G H) n (1.8) Và khơng có hồi tiếp Trong trường hợp này, hồi tiếp khơng có hiệu trực tiếp tỷ số S/N hệ thống Tuy nhiên , áp dụng hồi tiếp làm nảy khả làm tăng tỷ số S/N vài điều kiện Giả sử suất G1 tăng đến G1’và r đến r’, thông số khác không thay đổi , output tín hiệu vào tác động riêng (một mình) khơng có hồi tiếp Nói cách khác ta có : Chương I Nhập Mơn Trang I.9 Cơ Sở Tự Động Học C n=0 Phạm Văn Tấn G '1 G r ' = G 1G r + G '1 G H = (1.9) Với tăng G1, G1’ output nhiễu tác đơng riêng là: C r = = G 2n + G '1 G H (1.10) Nhỏ so với G1 không tăng Bây tỷ số S/N la: G 1G r r = G (1 + G' G H) G n / (1 + G' G H) n (1.11) Nhận thấy lớn hệ thống không hồi tiếp hệ số (1+ G1’G2H) Một cách tổng quát, hồi tiếp gây hiệu tính chất hệ thống, độ rộng dãy tần, tổng trơ, đáp ứng độ ( Transient Response) đáp ứng tần số III CÁC LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Có nhiều cách phân loại hệ thống điều khiển • Nếu dựa vào phương pháp phân tích , thiết kế chúng gồm loại tuyến tính, phi tuyến thay đổi theo thời gian (time varying ), khơng thay đổi theo thời gian (time invariant) • Nếu dựa vào loại tín hiệu hệ thống chúng gồm loại liệu liên tục( continous – data), liệu gián đoạn (discrete data), biến điệu khơng biến điệu • Nếu dựa vào loại thành phần hệ thống , chúng gồm có loại điện , thủy lực, khí đơng Tùy vào mục đích hệ mà người ta xếp loại chúng kiểu Hệ tự điều khiển tuyến tính phi tuyến Nói cách chặt chẽ, hệ thống tuyến tính khơng có thực tế Vì hệ thống vật lý phi tuyến Hệ điều khiển hồi tiếp tuyến tính mơ hình lý tưởng hóa để làm đơn giản việc phân tích thiết kế Khi độ lớn tín hiệu hệ giới hạn vùng mà thành phần biểu lộ tính thẳng ( nghĩa nguyên lý chồng chất áp dụng ) hệ thống xem tuyến tính Nhưng tín hiệu vượt vùng hoạt động tuyến tính, tùy vào nghiêm ngặt tính phi tuyến, hệ thống khơng xem tuyến tính Thí dụ : mạch khuếch đại dùng hệ điều khiển thường bảo hịa tín hiệu đưa vào chúng trở nên lớn Từ trường motor thường có tính bảo hịa Hiệu ứng phi tuyến thường gặp hệ điều khiển vùng chết (dead zone ) bánh ; tính phi tuyến lò xo ; lực ma sát phi tuyến … Với hệ tuyến tính, có phong phú kỹ thuật giải tích đồ họa giúp cho việc thiết kế dễ dàng Còn hệ phi tuyến , “liệu pháp”(treat ) toán học Chương I I.10 Nhập Môn Trang Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn thường khó Và khơng có phương pháp tổng qt để giải số lớn hệ phi tuyến Hệ thống có thơng số thay đơi khơng thay đơi theo thời gian Khi thông số hệ điều khiển giữ nguyên không thay đôi suốt thời gian hoạt động nó, hệ gọi hệ không thay đôi theo thời gian ( time invariant) Trong thực tế , hầu hết hệ thống vật lý chứa thành phần có thơng số bị trơi, hay thay đơi theo thời gian Thí dụ : điện trở dây quấn động điện thay đổi t0 gia tăng Thí dụ khác, hệ thống điều khiển đường hỏa tiển, khối lượng hỏa tiển giảm tiêu thụ đường bay Mặc dù hệ có thơng số thay đổi theo thời gian khơng phi tuyến hệ tuyến tính, phân tích thiết kế loại hệ thường phức tạp so với hệ tuyến tính có thơng số không thay đổi Hệ điều khiển liệu liên tục Một hệ điều khiển số liệu liên tục hệ tín hiệu thành phần khác hệ hàm liên tục biến số thời gian t Trong hệ điều khiển số liệu liên tục, tín hiệu AC DC Không giống định nghĩa tổng quát AC DC dùng kỹ thuật điện, AC DC hệ điều khiển mang ý nghĩa chuyên biệt Khi nói hệ điều khiển AC, có nghĩa tín hiệu biến điệu kiểu biến điệu đó, nói hệ điều khiển DC, có nghĩa tín hiệu khơng biến điệu chúng tín hiệu AC Hệ điều khiển liệu gián đoạn Là hệ có tín hiệu khơng liên tục a) Nếu tín hiệu có dạng loạt chuỗi xung (pulse train ), hệ gọi hệ liệu mẫu hóa ( sample data system ) b) Nếu tín hiệu xung mã hóa số thích hợp cho việc sử dụng digital computer gọi hệ điều khiển digital Thí dụ: Hệ điều khiển máy đánh chữ điện tử hệ điều khiển digital, xử lý nhận cho số liệu digital Một cách tổng quát, hệ liệu mẫu hóa nhận số liệu thơng tin cách ngắt quãng thời điểm riêng Thí dụ: tín hiệu sai số hệ cung cấp ngắt quãng dạng xung Như hệ không nhận thông tin sai số suốt giai đoạn hai xung liên tiếp e( t) e*( t) r( t) Giữ mẫu + - Chương I I.11 h( t) c( t) Điều khiển Bộ lấy mẫu (sampler ) Nhập Môn Trang Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn H.1_12 : Sơ đồ khối hệ điều khiển liệu mẫu hóa Một tín hiệu vào liên tục r(t) đưa vào hệ thống Tín hiệu sai số e(t) lấy mẫu ( sampling) Ngõ phận lấy mẫu ( sampler) loạt xung Tần số lấy mẫu khơng Hình H.1_13 sơ đồ khối hệ thống điều khiển digital để hướng dẫn quỹ đạo tên lửa autopilot tự tìm mục tiêu Thiết bị lái Được khiển Input mã hóa Digital computer Tọa độ mục tiêu Air frame DAC ADC Tọa độ thực tế Các cảm biến H.1_13 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển quỹ đạo tên lửa tự tìm mục tiêu Chỉnh tự động ( servomechanism) Một loại hệ thống điều khiển đáng đặc biệt lưu tâm tính thịnh hành kỹ nghệ ngơn ngữ điều khiển học Đó servomechanism Một servomechanism hệ điều khiển tự động, biến số kiểm sốt C vị trí học, đạo hàm theo thời gian vị trí( vận tốc hay gia tốc) Thí dụ : Xem điều khiển tự đơng đóng mở van nước P1 + - r P2 radians + r - + b - Bánh truyền động Þb e + van Servo ampli Servo motor Þc radians H.1_14: Servo mechanism điều khiển van Ngõ vào hệ thống biến trở loại quay P1, đấu với nguồn điện Chân thứ 3( chạy) quy chuẩn theo vị trí góc ( radians) đấu vào ngõ vào mạch khuếch đại servo Mạch khuếch đại cung cấp đủ điện cho động điện gọi Chương I I.12 Nhập Môn Trang Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn servo motor Trục motor truyền ( khí ) đến van để mở hay khóa nước Nếu trục motor quay 3600 van mở hồn tồn P2 gọi biến trở hồi tiếp Chân thứ nối ( khí ) với trục motor nhờ bánh đấu ( điện ) với ngõ vào thứ hai mạch khuếch đại servo Tùy vị trí chạy hai biến trở, mà điện sai biệt e có thê dương, âm hay zero Điện khuếch đại, sau đặt vào motor đê điều khiển motor quay theo chiều mở van, đóng van hay vẩn giữ van vị trí củ ( e= 0; đo motor không quay) Giã sử van đóng, ta quay P1 góc (để đặt tiêu chuẩn tham khảo ngõ vào ) Điện e cân ( khác 0), làm cho motor quay góc ( thích ứng với góc quay chạy P1 ) làm van mở Đồng thời, qua bánh truyền động , chạy P2 quay góc cho điện sai biệt e trở (motor không quay ) Van giữ độ mở Hệ thống trình bày sơ đồ khối sau : Tiêu chuẩn r+ P1 Þr radians e volt Biến trở tham khảo - b Servo amp volt u volt Servo motor Van Þc P2 Radians Biến trở hồi tiếp H.1_15 : Sơ đồ khối servomechamism điều khiển van Một số thí dụ : Xem cầu phân hình vẽ Output v2 input v1 Mạch thụ động mơ hình hóa hệ vịng hở hệ vịng kín R1 i v1 R2 V2 H.1_16 a Từ định luật Kirchhoff, ta có : v2 = R2 i i= v1/ (R1 + R2 ) Vậy v2 =( R2 / (R1 + R2 )).v1= f(v1,R1,R2) V1 Chương I I.13 Nhập Môn R2 R1+R2 H.1_17 V2 Trang Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn b Nếu biết dòng i dạng khác hơn: i = ( v1-v2 ) / R1 thì: v2 = R2 ( v1 – v2 ) / R1 = v1 R2 / R1 –v2 R2 /R1 = f (v1, v2, R1, R2 ) V1-V2 V1 + R2 R1 V2 H.1_18 Hệ thống tự điều khiển để tay người chạm đến đồ vật, nhận dạng sau : phận hệ óc, cánh tay, bàn tay mắt Hình 1.19 Bộ óc gởi tín hiệu thần kinh đến cánh tay Tín hiệu khuếch đại bắp thịt cánh tay bàn tay, xem tín hiệu tác động hệ thống Mắt dùng cảm biến, hồi tiếp liên tục vị trí cánh tay vị trí vật đến óc Vị trí tay output hệ, vị trí vật input Mục đích hệ điều khiển thu nhỏ khoảng cách vị trí tay vị trí vật đến zero r Vị trí vật Chương I I.14 + Mắt e Nhập Mơn - Controller Ĩc u Cánh tay, tay c Vị trí tay Trang Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn H.1_20 Định luật cung cầu kinh tế học xem hệ điều khiển tự động Giá bán ( giá thị trường ) hàng hóa output hệ Mục tiêu hệ giữ cho giá ổn định Định luật cung cầu cho giá thị trường ổn định cung cầu Ta chọn phận hệ thống người cung, người cầu, người định giá thị trường, hàng hóa mua bán Input ổn định vật giá, hay tiện lợi hơn, nhiễu loạn giá zero Output giá thực tế thị trường Sự hoạt đông hệ thống giải thích sau : Người định giá nhận tín hiệu (zero) vật giá ổn định Ông ta định giá bán với giúp đỡ thông tin từ trí nhớ hay giá biểu giao dịch trước Giá làm người cung sản xuất đưa vào thị trường lượng hàng hóa đó, người cầu mua số số Sự chênh lệch (sai số ) cung cầu điều chỉnh hệ thống Nếu cung không cầu, người định giá thay đổi giá thị trường theo hướng sau cho cung với cầu Vậy cung cầu có thê xem hồi tiếp chúng xác định tác động kiểm sốt Hệ thống biểu diễn H.1_21 Người cầu b2 - r=0 + Sự nhiễu loạn giá zero(giá ổn định) Người định giá u e c Thị trường Giá Thị trường + b1 Người cung H.1_21 ************* Chương I I.15 Nhập Môn Trang ... máy nướng bánh tự động trình bày (H.1_5) Bánh SW ~ Bộ phân tích màu Relay Gương Nút chỉnh màu Đường hồi tiếp H.1_5 : Máy nướng bánh tự động Chương I Nhập Môn Trang I.4 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn... Vị trí vật Chương I I.14 + Mắt e Nhập Mơn - Controller Ĩc u Cánh tay, tay c Vị trí tay Trang Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn H.1_20 Định luật cung cầu kinh tế học xem hệ điều khiển tự động Giá bán... nơi mà nhiễu tác động vào hệ thống Khơng có kết luận tổng qt Tuy nhiên, nhiều vị trí, hồi tiếp giảm thiểu hậu nhiễu Xem hệ thống (H.1_11) Chương I Nhập Môn Trang I.8 Cơ Sở Tự Động Học Phạm Văn Tấn