Đang tải... (xem toàn văn)
Mô hình hóa hệ thống, tìm đáp ứng hệ thống theo thời gian.Khảo sát sự phụ thuộc của đáp ứng hệ thống theo điện trở động cơ R thay đổiThiết lập bộ điều khiển sớm trễ pha khảo sát sự phụ thuộc chất lượng điều khiển vị trí theo các tham số bộ điều khiển sớm trễ pha
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: CƠ SỞ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÊN CHỦ ĐỀ NGHIÊN CỨU: BALL AND BEAM Giáo viên hướng dẫn: TS.BÙI THANH LÂM Sinh viên thực : MSV : Lớp : Cơ Điện Tử – K14 HÀ NỘI - ngày 2, tháng 8, năm 2021 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp:CĐT1 2.Khóa:14 Tên Họ tên: Hoàng Đào Tùng Dương II Nội dung học tập Tên chủ đề : Mơ hình hóa khảo sát chất lượng, thiết kế điều khiển hệ thống moment of inertia of the rotor (J) = 0.01 kg.m^2/s^2 * damping ratio of the mechanical system (b) = 0.1 Nms * electromotive force constant (K=Ke=Kt) = 0.01 Nm/Amp * electric resistance (R) = ohm * electric inductance (L) = 0.5 H * input (V): Source Voltage * output (theta): position of shaft * The rotor and shaft are assumed to be rigid Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Mơ hình hóa hệ thống, tìm đáp ứng hệ thống theo thời gian - Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L1.1 - Nội dung 2: Khảo sát phụ thuộc đáp ứng hệ thống theo điện trở động R thay đổi từ đén 100 ohm - Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L2.1 - Nội dung 3: Thiết lập điều khiển sớm trễ pha khảo sát phụ thuộc chất lượng điều khiển vị trí theo tham số điều khiển sớm trễ pha - Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L2.2 Sản phẩm nghiên cứu : Bài thu hoạch chương trình mơ Matlab III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án theo thời gian quy định (từ ngày 04/11/2019 đến ngày 29/11/2019) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước giảng viên sinh viên khác IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Sách Cơ sở hệ thống tự động, tài liệu Matlab Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC PHẦN 1: YÊU CẦU ĐẶT RA 1.1 Chủ đề 1.2 Nội dung yêu cầu PHẦN 2: MƠ HÌNH HÓA HỆ THỐNG 2.1 Mơ hình hóa hệ thống PHẦN 3: ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG THEO THỜI GIAN 3.1 Đáp ứng thời gian hệ thống ban đầu 3.2 Nhận xét PHẦN 4: KHẢO SÁT SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG THEO ĐIỆN TRỞ R 4.1 SỰ THAY ĐỔI ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG THEO DIỆN TRỞ R 4.2 NHẬN XÉT PHẦN 1: U CẦU ĐẶT RA 1.1 Chủ đề Mơ hình hóa, khảo sát chất lượng thiết kế điều khiển hệ thống Hình 1.1: Mơ hình tổng quan Khái qt hệ thống: * Mơ men qn tính roto (J) = 0.01 kg.m^2/s^2 * Tỉ số giảm chấn hệ (b) = 0.1 Nms * Hằng số lực điện động (K=Ke=Kt) = 0.01 Nm/Amp * Điện trở (R) = ohm * Độ tự cảm (L) = 0.5 H * Đầu vào (V): Source Voltage * Đầu (theta): position of shaft * Roto trục coi cứng 1.2 Nội dung yêu cầu ❖ Nội dung 1: Mơ hình hóa hệ thống, tìm đáp ứng hệ thống theo thời gian ❖ Nội dung 2: Khảo sát phụ thuộc đáp ứng hệ thống theo điện trở động R thay đổi từ đén 100 ohm ❖ Nội dung 3: Thiết lập điều khiển sớm trễ pha khảo sát phụ thuộc chất lượng điều khiển vị trí theo tham số điều khiển sớm trễ pha PHẦN 2: MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG 2.1 Mơ hình hóa hệ thống Mơ men T đông tỷ lê ṿ ới dòng điên phần ứng I theo hằng số 𝐾𝑡 sức điên ng phản hồi tỷ lê với vân tốc góc rotor theo hằng số 𝐾𝑒 Ta có biểu thức: T = Kti e = Ke Áp dụng định luật II Niutơn ta có phương trình: J + b = Kti (1) Áp dụng định luật Kirchhoff ta có phương trình: L di + Ri = V − K dt (2) Măt khác ta có : Kt = Ke Thay (1) vào (2) ta có : J + b = Ki L (3) di + Ri = V − K dt (4) Biến đổi Laplace phương trình ta được: s(Js + b) (s) = KI (s) (5) (Ls + R)I (s) = V − Ks (s) (6) Từ phương trình (5) ta có: I (s) = s(Js + b) (s) K (7) Thế (7) vào (6) biến đổi ta hàm truyền cua động DC (tỉ lệ điện áp vào góc quay): G(s) = V K = s((Js + b)(Ls + R) + K ) Thay J = 0.01; b = 0.1; K = 0.01; R = 1; L = 0.5; sử dụng phần mêm MATLAB, ta có: G(s) = 0.01 0.005* s3 + 0.06 * s + 0.1001s PHẦN 3: ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG THEO THỜI GIAN 3.1 Đáp ứng thời gian hệ thống ban đầu Đáp ứng thời gian hệ thống thể qua thơng số là: ❖ Thời gian q độ (tqd): thời gian cần thiết để đáp ứng từ trở khơng vượt qua miền giới hạn sai số 2% ❖ Thời gian xác lập lên (tr): thời gian cần thiết để đáp ứng tăng từ 10% lên đến 90% giá trị xác lập Sử dụng phần mềm Matlab để tìm đáp ứng hệ thống theo thời gian 3.2 Nhận xét + Thời gian độ lớn + Thời gian xác lập lên lớn + Đồ thị gần đường thẳng tuyến tính + Hệ thống khơng ổn định PHẦN 4: KHẢO SÁT SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG THEO ĐIỆN TRỞ R 4.1 SỰ THAY ĐỔI ĐÁP ỨNG HỆ THỐNG THEO DIỆN TRỞ R Sử dụng phần mềm Matlab để khảo sát phụ thuộc đáp ứng hệ thống theo điện trở động R thay đổi giá trị từ đến 100ohm 4.2 NHẬN XÉT Khi điện trỏ R tăng đáp ứng hệ thống giảm ... 4.2 NHẬN XÉT PHẦN 1: YÊU CẦU ĐẶT RA 1.1 Chủ đề Mơ hình hóa, khảo sát chất lượng thiết kế điều khiển hệ thống Hình 1.1: Mơ hình tổng quan Khái qt hệ thống: * Mơ men qn tính roto (J) =... = ohm * Độ tự cảm (L) = 0.5 H * Đầu vào (V): Source Voltage * Đầu (theta): position of shaft * Roto trục coi cứng 1.2 Nội dung yêu cầu ❖ Nội dung 1: Mô hình hóa hệ thống, tìm đáp ứng hệ thống... HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp:CĐT1 2.Khóa:14 Tên Họ tên: Hồng Đào Tùng Dương II Nội dung học tập Tên chủ đề : Mơ hình hóa khảo sát chất lượng, thiết kế điều khiển hệ thống moment