Đang tải... (xem toàn văn)
I.Thí nghiệm 1: Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống II.Thí nghiệm 2: Khảo sát hệ thống dùng biểu đồ bode III.Thí nghiệm 3: Khảo sát hệ thống dùng nyquist IV.Thí nghiệm 4: Khảo sát hệ thống dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số V.Đánh giá chất lượng của hệ thống
Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM I Thí nghiệm 1: Tìm hàm truyền tương đương hệ thống Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Kết hàm truyền tương đương hệ thống II Thí nghiệm 2: Khảo sát hệ thống dùng biểu đồ bode Khảo sát hệ thống phản hồi âm đơn vị có hàm truyền hở: G(s)= a Với K=10, vẽ biểu đồ Bode biên độ pha hệ thống khoảng tần số (0.1,100) Câu lệnh Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn b Dựa vào biểu đồ Bode tìm tần số cắt biên, độ dự trữ biên, tần số cắt pha, độ dự trữ pha hệ thống Câu lệnh Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Độ dự trữ biên Gm=24.8 dB Độ dự trữ pha Pm=103 deg Tần số cắt biên: 0.456 rad/s Tấn số cắt pha: 4.64 rad/s Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn c Hệ thống có ổn định khơng ? Giải thích - Hệ thống ổn định vì: - Theo tiêu chuẩn bode: Nếu hệ thống hở có độ dự trữ biên GM > độ dự trữ pha M > hệ thống kín ổn định d Vẽ đáp ứng độ hệ thống với đầu vào hàm nấc đơn vị khoảng thời gian t =0:10s để minh hoạ kết luận câu c Câu lệch e f Với K=400, thực lại yêu cầu từ câu a đến d Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn - Biểu đồ Bode biên độ pha hệ thống khoảng tần số (0.1,100) Câu lệnh - Dựa vào biểu đồ Bode tìm tần số cắt biên, độ dự trữ biên, tần số cắt pha, độ dự trữ pha hệ thống Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Độ dự trữ biên Gm=-7.27 dB(at 4.65 rad/s) Độ dự trữ pha Pm=-23.4 deg (at 6.73 rad/s) Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Tần số cắt biên: 6.7 rad/s Tấn số cắt pha: 4.65 rad/s - Hệ thống có ổn định khơng ? Giải thích Hệ thống khơng ổn định vì: Theo tiêu chuẩn Bode: Nếu hệ thống hở có độ dự trữ biên GM > độ dự trữ pha ɸM > hệ thống kín ổn định, theo biểu đồ GM < ɸM < - Vẽ đáp ứng độ hệ thống với đầu vào hàm nấc đơn vị khoảng thời gian t =0:10s Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Câu lệnh III Thí nghiệm 3: Khảo sát hệ thống dùng nyquist Khảo sát hệ thống phản hồi âm đơn vị có hàm truyền hở: G(s)= a Với K=10, vẽ biểu đồ Nyquist hệ thống Câu lệnh Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn b Dựa vào biểu đồ Nyquist, tìm độ dự trữ pha, độ dự trữ biên hệ thống Độ dự trữ biên Gm=24.8 dB(at 4.65 rad/s) Độ dự trữ pha Pm=103 deg (at 0.455 rad/s) Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn c Hệ thống có ổn định khơng? Giải thích - Hệ thống ổn định vì: Theo tiêu chuẩn Nyquist: đường cong nyquist hệ hở không bao điểm (-1,0j) (theo chiều âm – chiều kim đồng hồ) nên hệ thống kín ổn định Ta thấy kết tìm hồn tồn giống với kết phần TN2 d Với K=400, thực lại yêu cầu từ a đến c Với K=400, vẽ biểu đồ Nyquist hệ thống: - Dựa vào biểu đồ Nyquist, tìm độ dự trữ pha, độ dự trữ biên hệ thống - Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Độ dự trữ biên Gm=-7.27 dB(at 4.65 rad/s) Độ dự trữ pha Pm=-23.4 deg (at 6.73 rad/s) IV Thí nghiệm 4: Khảo sát hệ thống dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số Hệ thống hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền hở: G(s)= a Vẽ QĐNS hệ thống Dựa vào QĐNS, tìm Kgh hệ thống, rõ giá trị QĐNS Câu lệnh Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Từ QĐNS ta có Kgh = 427 b Tìm K để hệ thống có tần số giao động tự nhiên ωn=4 Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Tần số giao động tự nhiên ωn=4: Từ QĐNS ta có K=52 K=3.98 c Tìm K để hệ thống có hệ số tắt 0.7 Hệ số tắt 0.7: Từ QĐNS ta có K=20.1 d Tìm K để hệ thống có độ vọt lố POT=25% Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Độ vọt lố POT=25%: Từ QĐNS ta có K=76.8 e Tìm K đề hệ thống có thời gian xác lập (tiêu chuẩn 2%) txl=4s Thời gian xác lập txl=4s: Từ QĐNS ta có: K=165 V Đánh giá chất lượng hệ thống Thí nghiệm: Với hệ thống hình IV: a Với giá trị K=Kgh tìm vẽ đáp ứng hệ thống với đầu vào, hàm nấc đơn vị Kiểm chứng ngõ hệ thống đáp ứng ngõ có dao động khơng K=Kgh = 427, đầu vào hàm nấc đơn vị, vẽ đáp ứng độ hệ thống Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Nhận xét: Hệ thống có giao động b Với giá trị K tìm câu d phần III.4 vẽ đáp ứng độ hệ thống vịng kín với đầu vào hàm nấc đơn vị khoảng thời gian t=0-5s Từ hình vẽ, tìm độ vọt lố sai số xác lập hệ thống Kiểm chứng lại hệ thống có độ vọt lố có POT=25% không K = 76.8 đầu vào hàm nấc đơn vị , vẽ đáp ứng độ hệ thống t=0-5s Câu lệnh Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Dựa vào đáp ứng độ ta thấy: + Độ vọt lố POT=20.8% + Sai số xác lập hệ thống, tín hiệu vào hàm nấc đơn vị nên: Kp=== 1.28 + Kiểm chứng lại hệ thống có độ vọt lố 20.8% 25% phần III.4d (QĐNS) c Với giá trị tìm câu e hình phần III.4 vẽ đáp ứng độ hệ thống vòng kín với hàm nấc đơn vị với t=0:5s Từ hình vẽ tìm độ vọt lố sai số xác lập Kiểm chứng lại hệ thống có txl=4s khơng K = 165, đầu vào hàm nấc đơn vị, đáp ứng độ hệ thống t = 0-5s: Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Dựa vào đáp ứng độ ta thấy: + Độ vọt lố POT: 43.5% + Sai số xác lập hệ thống, tín hiệu vào hàm nấc đơn vị nên: Kp=== 2.75 + Thời gian xác lập (Settling time) :3.48 sec d Vẽ hai đáp ứng độ câu b, c hình vẽ Chú thích hình vẽ đáp ứng tương ứng với K Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn ... Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Từ QĐNS ta có Kgh = 427 b Tìm K để hệ thống có tần số giao động tự nhiên ωn=4 Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự. .. gian t =0:10s Trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Câu lệnh III Thí nghiệm 3: Khảo sát hệ thống dùng nyquist Khảo sát hệ thống phản... Nghiệp TP-HCM Giáo Viên : Môn học : Thực Hành Điều Khiển Tự Động Nguyễn Anh Tuấn Độ dự trữ biên Gm=-7.27 dB(at 4.65 rad/s) Độ dự trữ pha Pm=-23.4 deg (at 6.73 rad/s) IV Thí nghiệm 4: Khảo sát hệ
