Dùng máy tính khảo sát quá trình quá độ của hệ điều khiển tự động

. Đề bài: Dùng máy tính khảo sát quá trình quá độ của hệ điều khiển tự động Cho sơ đồ cấu trúc của hệ thống như hình vẽ: Tham số của hệ thống:  K1=0.1; K2=10; K3=100  T1=0.04; T2=0.02; T=0.001  n=1000 2. Phương trình sai phân của hệ thống : a) Phương trình hàm truyền đạt W(s) của hệ thống : 13.2.1)21(.2.1 2.1 3. ).21)(.11( 2.1 1 ).21)(.11( 2.1 )( 2       KKKsTTsTT KK K sTsT KK sTsT KK k sW Xét sự ổn định của hệ thống: Phương trình đặc tính của hệ kín : .013.2.1)21(.2.1 2 KKKsTTsTT  Để hệ thống ổn định, theo tiêu chuẩn Huzwit ta có Lời nói đầu……………………………………………………….2 1. Đề bài………………………………………………………….4 2. Phương trình sai phân của hệ thống…………………………...4 3. Chương trình mô phỏng bằng Visual Basic…………………...6 4. Giao diện chương trình ..……………………………………...16 5. Các chỉ tiêu chất lượng của hệ ĐKTĐ………………………...16 6. In kết quả - 100 giá trị của y(k)………………………………..17 7. Đường cong QTQĐ…………………………………………...17 8. Kiểm tra chương trình mô phỏng bằng MATLAB SIMULINK………………………………..……….18 9. Tài liệu tham khảo……………………………………………..19

Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 TRNG HBK HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP –––––––––––––––––––––––– Hà Nội, Thứ tư, ngày 10 tháng 11 năm 2010 BẢN THUYẾT MINH BÀI TẬP DÀI MƠ HÌNH HĨA- MƠ PHỎNG Bài tập số Đề số Dùng máy tính khảo sát q trình q độ hệ điều khiển tự động Nhóm – Lớp Tự động hóa – K52 Sinh Viên      GVHD: Đỗ Mạnh Cường Nguyễn Văn Tỵ Trần Khánh Nguyễn Trung Thành Nguyễn Chí Hiếu Giáp Văn Hiệp 2007 3415 2007 1557 2007 3814 2007 3650 2007 1152 Bé môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 LI NểI U Mơ hình hóa mơ kỹ thuật sử dụng rộng rãi khoa học kỹ thuật khoa học quản lý Chúng ứng dụng có hiệu vào nhiều lĩnh vực: từ nghiên cứu, thiết kế, thiết kế, chế tạo đến vận hành hệ thống Đặc biệt ngày nay, nhờ có trợ giúp đắc lực kỹ thuật máy tính, kỹ thuật tin học, người ta phát triển phương pháp mơ hình hóa cho phép xây dựng mơ hình ngày gần với đối tượng nghiên cứu, đồng thời việc thu nhận lựa chọn xử lý thơng tin mơ hình thuận tiện, nhanh chóng xác Chính vậy, mơ hình hóa phương pháp nghiên cứu khoa học mà tất kỹ sư phải nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn hoạt động Để đáp ứng nhu cầu hiểu biết đó, việc làm tập lớn mơ hình hóa mơ cần thiết giúp hiểu rõ chất mơn học ứng dụng to lớn môn học này, đồng thời giúp chúng em áp dụng cách sáng tạo kiến thức mà chúng em thầy giảng dạy lớp Hoàn thành tập lớn này, trước hết nhóm xin cảm ơn thầy giáo Đỗ Mạnh Cường, giáo viên giảng dạy môn mơ hình hóa mơ phỏng, tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành tập lớn Xin cảm ơn bạn tập thể giảng đường TĐH – K52 giúp đỡ nhóm để hồn thiện chương trình Trong trình làm tập lớn, lượng kiến thức nhiều hạn chế thời gian ngắn nên khơng thể tránh khỏi sai sót Nhóm chúng em mong muốn nhận lời góp ý từ thầy giáo bạn.Xin chân thành cảm ơn Nhóm sinh viên GVHD: Đỗ Mạnh Cường Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 MC LC Lời nói đầu……………………………………………………….2 Đề bài………………………………………………………….4 Phương trình sai phân hệ thống………………………… Chương trình mơ Visual Basic………………… Giao diện chương trình …………………………………… 16 Các tiêu chất lượng hệ ĐKTĐ……………………… 16 In kết - 100 giá trị y(k)……………………………… 17 Đường cong QTQĐ………………………………………… 17 Kiểm tra chương trình mơ MATLAB SIMULINK……………………………… ……….18 Tài liệu tham khảo…………………………………………… 19 ************* GVHD: Đỗ Mạnh Cường Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 Mụ hỡnh hóa mơ Bài tập dài số Đề số Đề bài: Dùng máy tính khảo sát trình độ hệ điều khiển tự động Cho sơ đồ cấu trúc hệ thống hình vẽ: Tham số hệ thống:  K1=0.1; K2=10; K3=100  T1=0.04; T2=0.02; T=0.001  n=1000 Phương trình sai phân hệ thống : a) Phương trình hàm truyền đạt W(s) hệ thống : K 1.K (1  T 1.s )(1  T 2.s ) K1.K Wk (s )   K1.K T 1.T 2.s  (T  T 2) s  K1.K 2.K  1 K (1  T 1.s)(1  T 2.s ) Xét ổn định hệ thống: Phương trình đặc tính hệ kín : T1.T 2.s  (T1  T 2) s  K1.K 2.K   Để hệ thống ổn định, theo tiêu chuẩn Huzwit ta có : T1  T   (T  T 2).( K1.K 2.K  1)  GVHD: Đỗ Mnh Cng Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 b) Tìm hàm truyền đạt W(z) hệ thống z 1 T z 1 Thay s  Ta có : Wz   K 1.K 2 z 1 2 z 1 T 1.T 2( )  K1.K 2.K  )  (T  T 2)( T z 1 T z 1 K1.K 2.T ( z  1) T1.T 2.4.( z  1)  (T1  T 2)T ( z  1).2.( z  1)  ( K1.K 2.K  1)T ( z  1) Đặt K1.K 2.T ( z  z  1) ( Az  Bz  C ) A  T T  (T  T ) 2T  ( K K K  1)T Wz  B  ( K K K  1)T  T T C  T T  (T  T ) 2T  ( K K K  1)T Ta có hàm sai phân sau: Y ( z ) K1.K 2.T ( z  z  1) W ( z)   U ( z) Az  Bz  C A.z Y ( z )  B.z.Y ( z )  C.Y ( z )  K 1.K 2.T ( z U ( z )  2.z.U ( z )  U ( z )) Dùng tính chất dịch hàm gốc biến đổi Z, ta tìm phương trình sai phân tương ứng: A.Y (k  2)  B.Y (k  1)  C.Y (k )  K1.K 2.T (U ( k  2)  2.U (k  1)  U ( k )) Với tín hiệu vào nhảy cấp U(t)=1(t) nên ta có: U(k+2) = U(k+1) = U(k) = Vậy ta có: A.Y (k  2)  B.Y (k  1)  C.Y (k )  4.K1.K 2.T Cuối ta tìm phương trình sai phân hệ là: Y (k  2)  ( B.Y (k  1)  C.Y (k )  4.K1.K 2.T ) / A GVHD: Đỗ Mạnh Cường Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 3.Chng trỡnh mô Visual Basic: ‘Form Option Explicit Private Sub CmdCreateForms_Click() Form2.Caption = "DO THI MO PHONG HE THONG" Form2.Show ' de goi form End Sub Private Sub cmdreset_Click() txtk1.Text = "" txtk2.Text = "" txtk3.Text = "" txtt1.Text = "" txtt2.Text = "" txtt.Text = "" txtk1.SetFocus End Sub Private Sub cmd_display100values_Click() Const so_buoc_tinh = 10000 'ta dat mang y Cls Dim a, ax, b, c, tod, max, km, tm, gd, gm, ki, ytod, ktod As Double Dim str As String Dim yod As Double 'gia tri on dinh 'khai bao cac thong so cua ham truyen Dim k1 As Double Dim k2 As Double Dim k3 As Double Dim t1 As Double Dim t2 As Double Dim t As Double 'khai bao cac bien khac Dim k As Integer 'lam bien dem vong lap Dim y(so_buoc_tinh) As Double 'mang bien,bieu dien phuong trinh sai phan Const xk = 1585 Const yk = 4470 'vi tri de dat truc toa Dim xm As Double Dim ym As Double 'de lam bien trung gian viec khac truc t va y 'Phan kiem tra cac bien dua vao tu giao dien nguoi dung GVHD: Mnh Cng Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - T§H1 - K52 If IsNumeric(txtk1.Text) = False Then MsgBox "Ban chi co the nhap gia tri k1 la so !" txtk1.SelStart = "0" txtk1.SelLength = Len(txtk1.Text) txtk1.SetFocus Exit Sub End If If IsNumeric(txtk2.Text) = False Then MsgBox "Ban chi co the nhap gia tri k2 la so !" txtk2.SelStart = "0" txtk2.SelLength = Len(txtk2.Text) txtk2.SetFocus Exit Sub End If If IsNumeric(txtk3.Text) = False Then MsgBox "Ban chi co the nhap gia tri k3 la so !" txtk3.SelStart = "0" txtk3.SelLength = Len(txtk3.Text) txtk3.SetFocus Exit Sub End If If IsNumeric(txtt1.Text) = False Then MsgBox "Ban chi co the nhap gia tri t1 la so !" txtt1.SelStart = "0" txtt1.SelLength = Len(txtt1.Text) txtt1.SetFocus Exit Sub End If If IsNumeric(txtt2.Text) = False Then MsgBox "Ban chi co the nhap gia tri t2 la so !" txtt2.SelStart = "0" txtt2.SelLength = Len(txtt2.Text) txtt2.SetFocus Exit Sub End If If IsNumeric(txtt.Text) = False Then MsgBox "Ban chi co the nhap gia tri t la so !" txtt.SelStart = "0" GVHD: Đỗ Mạnh Cường Bé m«n T§HXNCN Nhãm4 - T§H1 - K52 txtt.SelLength = Len(txtt.Text) txtt.SetFocus Exit Sub End If '*******gan bien************************* k1 = txtk1.Text k2 = txtk2.Text k3 = txtk3.Text t1 = txtt1.Text t2 = txtt2.Text t = txtt.Text '************************************************* a = * t1 * t2 + * t * (t1 + t2) + t * t * (1 + k1 * k2 * k3) b = -8 * t1 * t2 + t * t * (1 + * k1 * k2 * k3) c = * t1 * t2 - * t * (t1 + t2) + t * t * (1 + k1 * k2 * k3) ‘Print "CHUONG TRINH MO PHONG QUA TRINH QUA DO CUA HE THONG" y(0) = y(1) = '************************************************** For k = To so_buoc_tinh - y(k + 2) = (-b * y(k + 1) - c * y(k) + * k1 * k2 * t * t) / a Next k '*************************in 100 gia tri vao list box lstlist.Clear 'xoa list box For k = To 100 str = "y(" & CStr(k * 10) & ")=" & CStr(y(k * 10)) 'giua dau & va dau khac phai co dau space lstlist.List(lstlist.ListIndex) = str If (k Mod 10 = 0) Then lstlist.List(lstlist.ListIndex) = "" Next '***gia tri on dinh la yod = (k1 * k2) / (1 + k1 * k2 * k3) '******************tim gia tri cuc dai max = y(0) For k = To so_buoc_tinh - If y(k) > max Then GVHD: Đỗ Mạnh Cng Bộ môn TĐHXNCN Nhóm4 - TĐH1 - K52 max = y(k) km = k End If Next '*************tim tod thoi gian on dinh Do While (Abs((y(k) - (1 / k3)) / (1 / k3)) max Then max = y(k) km = k End If Next '*************tim tod thoi gian on dinh Do While (Abs((y(k) - (1 / k3)) / (1 / k3))