hệ thống giảm xóc theo phương ngang

hệ thống giảm xóc theo phương ngang Mô hình dưới đây mô tả hệ thống giảm xóc theo phương ngang cho một vật nặng đặt trên xe. Vật nặng có khối lượng m được nối với xe thông qua một lò xo có độ cứng k và một xi lanh giảm chấn có hệ số nhớt b. Giả sử xe không có khối lượng và bỏ qua ma sát.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN Đề tài: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG GIẢM XÓC CỦA XE THEO PHƯƠNG NGANG Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA Chun ngành: TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Chính Sinh viên thực hiện: Nhóm TP Hồ Chí Minh, 2021 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHĨM Nhóm 4.1: Trần Đình Cung 1751050004 Phạm Anh Kiệt 1751050016 Nguyễn Tấn Lập 1751050024 Nguyễn Văn Phương 1751050036 Nguyễn Thanh Quy 1551030318 Lê Sỹ Thức 1751050046 Nhóm 4.2: Đồn Văn Định 1751050009 Lại Nhất Ngun 1751050032 Lê Sỹ Thao 1751050042 Nguyễn Bá Thông 1751050043 Lưu Quang Trường 1751050049 MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ii CHƯƠNG HỆ THỐNG GIẢM XÓC CỦA XE THEO PHƯƠNG NGANG 1.1 MƠ HÌNH TỐN 1.1.1 Giới thiệu mơ hình hệ thống 1.1.2 Phương trình vi phân hệ thống 1.1.3 Hàm truyền hệ thống 1.1.4 Phương trình trạng thái hệ thống .3 1.2 KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG HỞ BẰNG MATLAB 1.2.1 Sử dụng matlab 1.2.2 Sử dụng simulink .5 1.3 KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG KÍN BẰNG MATLAB 1.3.1 Sử dụng matlab 1.3.2 Sử dụng simulink .9 CHƯƠNG KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG 10 2.1 TIÊU CHUẨN ỔN ĐỊNH ĐẠI SỐ: TIÊU CHUẨN ROUTH 10 2.2 TIÊU CHUẨN ỔN ĐỊNH ĐẠI SỐ: TIÊU CHUẨN HURWITZ 10 CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 11 3.1 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PD 11 3.1.1 Lựa chọn chất lượng đáp ứng hệ thống 11 3.1.2 Xác định thông số P, D 11 3.1.3 Đáp ứng hệ thống sau hiệu chỉnh: .13 3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI 14 3.2.1 Lựa chọn chất lượng đáp ứng hệ thống 14 3.2.2 Xác định thông số P, I 14 3.2.3 Đáp ứng hệ thống sau hiệu chỉnh 16 i MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình hệ thống giảm xóc xe theo phương ngang Hình 1.2 Phân tích lực hệ thống Hình 1.3 Đáp ứng hệ thống hở dùng Matlab Hình 1.4 Mơ hình Simulink khảo sá hồn tồn  Độ vọt lố nhỏ 16% (giữ nguyên so với hệ thống gốc)  Thời gian độ nhỏ 1.5s (giữ nguyên so với hệ thống gốc) 3.2.2 Xác định thông số P, I Hàm truyền điều khiển PI cần thiết kế: Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm 04.01 14 Đồ án môn học: Lý thuyết điều khiển GVHD: Nguyễn Thị Chính GC ( s)  K P  KI s Thiết kế lại hàm truyền với độ vọt lố: 16% thời gian độ 1,5s (tiêu chuẩn 5%):   )  16% POT  exp(     t   1,5 qd  n  Ta có: POT  exp(   1   1  )  0.16  ln  0,16   1,83      1,83 1       (1,83)2    (1,83)  1,83    1,83    0,5 Chọn   0,707 Lại có: t qd  n  n   1,5 3   2,83 1,5 1,5.0,707 Chọn n  Phương trình đặc trưng hệ sau hiệu chỉnh: K  3s      K P  I  0 s  s  3s     s  s  3s  6   K P s  K I  3s  6  (3.3)  s3    3K P  s    6K P  3K I  s  6K I  Phương trình đặc trưng mong muốn có dạng: Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm 04.01 15 Đồ án môn học: Lý thuyết điều khiển GVHD: Nguyễn Thị Chính  s  a   s  2n s  n     s  a   s  12,726s  81   s   a  12,726  s  12,726a  81 s  81a  (3.4) Cân hệ số hai phương trình (3.3) (3.4), suy ra:  a  12,726   3K P  a  1,08   12,726a  81   K P  3K I   K P  2,88 81a  K  I  K I  14,64  Kết luận: GC  s   2,88  14, 64 s 3.2.3 Đáp ứng hệ thống sau hiệu chỉnh Dùng mô matlab để xem đáp ứng ngõ step Hình 3.5 Mơ hình Simulink hệ thống kín có điều khiển PI Các thơng số điều khiển PI: Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm 04.01 16 Đồ án mơn học: Lý thuyết điều khiển GVHD: Nguyễn Thị Chính Hình 3.6 Các thông số điều khiển PI Đáp ứng ngõ hệ thống sau hiệu chỉnh: Hình 3.7 Đáp ứng ngõ điều khiển PI Nhận xét: Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm 04.01 17 Đồ án môn học: Lý thuyết điều khiển GVHD: Nguyễn Thị Chính  Độ vọt lố giảm cịn 10,56%  Thời gian độ giảm 0,514s  Sai số xác lập bị triệt tiêu  Muốn triệt tiêu độ vọt lố cần thêm khâu vi phân D Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm 04.01 18 ... CHƯƠNG HỆ THỐNG GIẢM XÓC CỦA XE THEO PHƯƠNG NGANG 1.1 MƠ HÌNH TOÁN 1.1.1 Giới thiệu mơ hình hệ thống 1.1.2 Phương trình vi phân hệ thống 1.1.3 Hàm truyền hệ thống ... Đáp ứng hệ thống sau hiệu chỉnh 16 i MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình hệ thống giảm xóc xe theo phương ngang Hình 1.2 Phân tích lực hệ thống Hình 1.3 Đáp ứng hệ thống hở dùng... 1.1.4 Phương trình trạng thái hệ thống .3 1.2 KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG HỞ BẰNG MATLAB 1.2.1 Sử dụng matlab 1.2.2 Sử dụng simulink .5 1.3 KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG