Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 1 - Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM

Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 1 Khái niệm và nguyên lý cơ bản cung cấp cho người học những kiến thức như: Sơ Đồ Khối & Hàm truyền đạt; Hệ thống điều khiển; Hệ thống điều khiển vòng hở; Hệ thống điều khiển vòng kín; Tuyến Tính và Phi Tuyến; Tiêu chuẩn đánh giá hệ thống điều khiển;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Kỹ thuật điều khiển tự động BÀI 1: KHÁI NIỆM VÀ NGUYÊN LÝ CƠ BẢN lt.sang@hutech.edu.vn Giới thiệu Denis Papin’s water float regulator lt.sang@hutech.edu.vn Wall’s fly-ball governor Giới thiệu Hệ thống điều khiển nhóm phần tử liên kết lại với nhằm trì kết mong muốn cách tác động vào giá trị biến thống Denis Papin’s water float regulator Wall’s fly-ball governor lt.sang@hutech.edu.vn Giới thiệu lt.sang@hutech.edu.vn Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt Sơ đồ khối Mỗi phần tử thống nhận tín hiệu vào từ số phận hệ thống điều khiển tạo nên tín hiệu đưa vào phần tử khác lt.sang@hutech.edu.vn Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt lt.sang@hutech.edu.vn Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt lt.sang@hutech.edu.vn Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt Hàm truyền đạt - mối quan hệ tốn học tín hiệu vào tín hiệu phần tử: lt.sang@hutech.edu.vn y(t) TF = x(t) Hệ Thống Điều Khiển lt.sang@hutech.edu.vn Hệ Thống Điều Khiển Trong đó: r(t): tín hiệu vào, chuẩn tham chiếu (reference input), giá trị đặt trước y(t): tín hiệu (output), biến / đại lượng cần điều khiển, giá tri thực yht(t): tín hiệu hồi tiếp e(t): tín hiệu sai lệch, sai số u(t): tín hiệu điều khiển z(t): tín hiệu nhiễu lt.sang@hutech.edu.vn Giảm Chấn & Ổn Định Hệ số khuếch đại điều khiển xác định đặc tính quan trọng hệ thống điều khiển, dạng giảm chấn – dạng ổn định Đặc tính hệ thống thể đáp ứng tác động tín hiệu nhiễu Mục Tiêu Của Hệ Thống Điều Khiển Khi có thay đổi tải giá trị điều chỉnh, hệ thống điều khiển phải đảm bảo mục tiêu sau: • Giảm thiểu giá trị sai lệch lớn • Giảm thiểu thời gian xác lập • Giảm thiểu độ sai lệch dư Tiêu Chuẩn Đánh Giá HT Điều Khiển Phương pháp kiểm nghiệm thường dùng thay đổi giá trị điều chỉnh theo hàm bậc thang • Suy giảm phần tư biên độ: xác định biên độ dao động tắt dần mà biên độ đỉnh dương phần tư biên độ đỉnh dương trước Tiêu Chuẩn Đánh Giá HT Điều Khiển • Tích phân sai lệch tối thiểu: xác định tổng diện tích nằm đường cong sai lệch phải tối thiểu Tiêu Chuẩn Đánh Giá HT Điều Khiển • Giảm chấn tới hạn: dùng mong muốn không xảy độ vọt lố Đơn Giản Sơ Đồ Khối Hệ thống vòng hở: Hệ thống vịng kín: Phân Loại Hệ Thống Điều Khiển Phân Loại HT Điều Khiển Hê thống điều khiển đa dạng, tùy thuộc vào đối tượng điều khiển, phương pháp điều khiển, điều kiện sử dụng … ➢ Mạch phản hồi • khơng sử dụng → hệ thống hở • có sử dụng → hệ thống kín ➢ Loại tín hiệu • liên tục → hệ thống tương tự • rời rạc → hệ thống số ➢ Vị trí điều khiển • phịng điều khiển trung tâm → hệ thống điều khiển tập trung • đặt gần cấu cảm biến cấu tác động → hệ thống điều khiển phân bố TS Ngô Hà Quang Thịnh, nhqthinh@hcmut.edu.vn Phân Loại HT Điều Khiển ➢ Mơi trường cơng nghiệp • Xử lý, chế biến → hệ thống điều khiển trình ▪ trình liên tục ▪ q trình gián đoạn • chi tiết rời → hệ thống điều khiển chế tạo ▪ gia công - điều khiển số ▪ lắp ráp - hệ thống điều khiển cánh tay máy ➢ Các nhóm khác • cấu tùy động (servo mechanism) • điều khiển trình tự ▪ theo kiện ▪ theo thời gian • điều khiển khả trình (programmable controller) TS Hệ Thống Điều Khiển Quá Trình Individual local controllers Direct computer control system Distributed control system Vài Ví Dụ Về Hệ Thống Điều Khiển Bộ điều tốc ly tâm Bánh Con lắc ly tâm Xy lanh truyền lực Dầu ép Van điều khiển Nhiên liệu Van nhiên liệu Động Tải Vài Ví Dụ Về Hệ Thống Điều Khiển Tín hiệu đặt Hệ thống điều khiển tốc độ (bằng điện) Tải Động Tachometer Vài Ví Dụ Về Hệ Thống Điều Khiển Hệ thống điều khiển máy trộn Chất B Van Bộ điều khiển Chất A Chất C Bộ đo nồng độ Vài Ví Dụ Về Hệ Thống Điều Khiển Hệ thống điều khiển nhiệt độ The End 44 ... 408.874 0.4 2.552 1. 448 2. 715 411 .054 0.5 2.555 1. 445 2 .16 7 411 .0 41 0.5 2.569 1. 4 31 2.683 413 .737 : : : : : : : : : : : : 60.0 3.995 0.005 0.008 639 .15 7 48.0 3.995 0.005 0. 01 639 .16 3 T (s) T (s)... 0 .1 2.5 1. 5 2.250 402.250 0 .1 2.5 1. 5 2. 813 402. 813 0.2 2. 514 1. 486 2.229 404.479 0.2 2. 518 1. 482 2.779 405.592 0.3 2.528 1. 472 2.208 406.687 0.3 2.535 1. 465 2.747 408.339 0.4 2.542 1. 458 2 .18 7... Loại HT Điều Khiển ➢ Môi trường công nghiệp • Xử lý, chế biến → hệ thống điều khiển trình ▪ trình liên tục ▪ trình gián đoạn • chi tiết rời → hệ thống điều khiển chế tạo ▪ gia công - điều khiển