3.1. Các tín hiệu tác động và phản ứng của hệ 3.1.1. Tín hiệu vào: thang đơn vị
G(t) = 1(t) = 0 với t ≤0 1 với t >0
3.1.2. Tín hiệu vào: xung đơn vị
Tín hiệu ra là hàm quá độ xung
x(t): hàm quá d? xung
d(t)
t
3.1.3. Tín hiệu vào: hàm tuyến tính v(t) = t
Tín hiệu ra : hàm vận tốc
t
45°
v(t)=t
y(t): hàm v?n t?c
3.1.4. Tín hiệu vào: hàm điều hòa x(t) = Xsinωt
Tín hiệu ra : hàm điều hòa, lệch pha , lệch biên độ Y(t) = Ymsin(ωt φ)
x(t)
y(t)
A( )
( )
t
3.2. Các chỉ tiêu của đáp ứng quá độ
Ts: thời gian đáp ứng
δ : sai số của hệ đã được xác lập
Tr : thời gian cần thiết để hệ đạt được giá trị điều khiển
Tp: thời gian cần thiết để hệ đạt được đỉnh nhô lớn nhất và đầu tiên D: độ vượt khó
Sai số của hệ ở chế độ xác lập G(s) u(s) - H(s) E(s) y(s) F(s) E(s) = x(s) – F(s)
t/h t/h F(t) t E(t) x(t) Khi t → ∞ → E∞(t) = δ = δ sai số của hệ ở chế độ xác lập Hoặc = δ
Đáp ứng tần số là phản ứng của 1 khâu (hay của hệ) ở trạng thái xác lập khi tín hiệu vào biến đổi theo quy luật điều hòa. hiệu vào biến đổi theo quy luật điều hòa.
3.3.1.Đặc tính tần – biên – pha.
Đặc tính tần biên pha là quan hệ giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào của 1 khâu ở chế độ xác lập. chế độ xác lập.
Giả sử cho hệ sau:
x(t) y(t)
3.3.ĐÁP ỨNG TẦN SỐ
Đặc tính tần biên pha của hệClick to edit Master text styles Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level
Đồ̀ thị quan hệ giữa ϕ(ω) và ωClick to edit Master text styles Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level
Đồ thị mối quan hệ giữa P(ω) và ω Click to edit Master text styles Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level
Click to edit Master text styles Second level
Third level
Fourth level Fifth level
Click to edit Master text styles Second level
Third level
Fourth level Fifth level
Đặc tính tần số lôgaritClick to edit Master text styles Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level
3.4.Phân loại cơ bản các khâu và đặc tính động lực học các khâu cơ bản
Khâu khuếch đại
Các phần tử có hàm truyền là khâu khuếch đại như : cảm biến đo lường(xenxin, biến trở,), các phần tử khuếch đại điện tử,bán dẫn…
Khâu tích phân
Ở chế độ xác lập tín hiệu ra tỉ lệ với tín hiệu vào theo
Khâu quán tính bậc 1
Các phần tử thuộc khâu này như : khuếch đại từ, máy phát điện 1 chiều, mạch R-G, L-R, động cơ không đồng bộ 3 pha…
Khâu vi phận
Khâu dao động
Đặc tính động lực học của các khâu cơ bản.
Khâu quán tính bậc 1
Theo thời gian
Theo tần số
Đặc tính tần biến pha Đặc tính logarit
Khâu vi phận
Khâu tích phân
Khâu dao động Theo thời gian
Theo tần số
3.5 Bộ điều khiển tỉ lệ – tích phân – vi phân (PID)
3.5.1. Chức năng: Dùng cải thiện đặc tính động lực học, làm hệ ổn định, độ chính xác cao, thời gian đáp ứng ngắn ứng ngắn
PID gồm có: - phần cứng - phần mềm
3.5.2. Mô tả toán học
- PID
I(t)= Kp.E(t)+K-I E(t) + K-D + KI Matlab
- Hàm truyền W(s) = = Kp + + KD.s KI : hệ số khuếch đại - đặc trưng cho thời gian đáp ứng KD : hệ số khuếch đại vi phân- độ ổn định hệ thống Kp : hệ số khuếch đại tỉ lệ - đặc trưng cho thời gian đáp ứng Đáp ứng quá độ: Kp -> Ts KI -> d KD -> n1.D 3.5.3.Bộ điều khiển Tùy theo yêu cầu của từng đồ thị mà chon bộ điều khiển P, PI, PD, PID + Điều khiển theo P: = Kp =Wp(s) + Điểu khiển theo PI = Kp + = WPI(s) + Điều khiển theo PD = Kp + KD.s = WPD(s) + ĐIều khiển theo PID:
3.5.3. Sơ đồ khối và đặc tính quá độ của bộ truyền PIDK K s I Kp K .sD I(s) E(s) + + + - Đặc tính quá độ của bộ PID