Điều khiển hệ thống 1 - Chapter 6

Chia sẻ: Vo Tan Phong | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:40

0
137
lượt xem
47
download

Điều khiển hệ thống 1 - Chapter 6

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục: Thiết kế là toàn bộ quá trình bổ sung các thiết bị phần cứng cũng như thuật toán phần mềm vào hệ cho trước để được hệ mới thõa mãn yêu cầu về tính ổn định, độ chính xác, đáp ứng quá độ.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Điều khiển hệ thống 1 - Chapter 6

  1. System and Control Điều khiển hệ thống 1 Thạc sĩ Ngô Quang Hiếu Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí Khoa Công Nghệ - Đại học Cần Thơ Email: nqhieu@ctu.edu.vn Mobile: 0918.727808
  2. Điều khiển hệ thống 1 LOGO Chương 6 Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục System and Control Ngo Quang Hieu
  3. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Khái niệm  Thiết kế là toàn bộ quá trình bổ sung các thiết bị phần cứng cũng như thuật toán phần mềm vào hệ cho trước để được hệ mới thõa mãn yêu cầu về tính ổn định, độ chính xác, đáp ứng quá độ. + E(s) R(s) ∑ G(s) C(s) _  Bộ điều khiển: P, PI, PD, PID, sớm pha, trễ pha, sớm trễ pha, … được nối tiếp với hàm truyền hệ hở.  Phương pháp thiết kế: Quỹ đạo nghiệm số, biểu đồ Bode, hồi tiếp trạng thái. System and Control Ngo Quang Hieu
  4. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Thành phần hệ thống điều khiển Control parameters Setpoint Output + Amplifier Actuator Plant − Sensor System and Control Ngo Quang Hieu
  5. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Các bộ điều khiển thương mại  Bộ điều khiển nhiệt độ: ON-OFF Control, PID Control, …  Bộ điều khiển lưu lượng, mức lưu chất  Mạch điều khiển tốc độ và vị trí động cơ DC, AC.  Bộ điều khiển áp suất  Other, … System and Control Ngo Quang Hieu
  6. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Tác động điều khiển  Điều khiển 2 vị trí hay điều khiển ON-OFF – Two positions control > 1 , e(t ) > 0 U u (t ) = = < 2 , e(t ) < 0 U  Điều khiển tỉ lệ (P) - Proportional control E ( s) U (s) + KP u (t ) = K P e(t ) − System and Control Ngo Quang Hieu
  7. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Tác động điều khiển  Điều khiển tích phân (I) – Integral control E ( s) KI U (s) t + u (t ) = K I = (t )dt e − s 0  Điều khiển tích phân tỉ lệ (PI) – Proportional plus Integral control KP t E ( s) + U (s) u (t ) = K P e(t ) + K I = (t )dt e + + − KI 0 s System and Control Ngo Quang Hieu
  8. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Tác động điều khiển  Điều khiển vi phân tỉ lệ (PD) – Proportional plus Derivative control KP de(t ) E ( s) + U (s) u (t ) = K P e(t ) + K D + + − dt sK D  Điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID) – Proportional plus Integral plus Derivative control t de(t ) u (t ) = K P e(t ) + K I = (t )dt + K D e 0 dt E ( s) KI U (s) + KP + + KDs − s System and Control Ngo Quang Hieu
  9. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Mạch điều khiển tỉ lệ R4 R1 vout = v p − vn R3 R2 � vout = K a (v p − vn ) � R2 � vout = �+ �in 1 v � R1 � � vout = K P vin System and Control Ngo Quang Hieu
  10. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Mạch điều khiển tích phân t 1 vout =− =vin (t )dt R1C0 0 System and Control Ngo Quang Hieu
  11. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO P R4 R2 R3 R1 I R4 1 R3 R1C2 s PD R4 R2 ( R1C1s + 1) R3 R1 System and Control Ngo Quang Hieu
  12. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO PI R4 R2 � 1 � �+ 1 � R3 R1 � R2C2 s � PID R4 R2 � 1 � ( R1C1s + 1) �+ 1 � R3 R1 � R2C2 s � System and Control Ngo Quang Hieu
  13. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  Ảnh hưởng của cực: • Khi thêm một cực có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở thì QĐNS của hệ kín có xu hướng tiến về phía trục ảo, hệ thống sẽ kém ổn định hơn, độ vọt lố tăng. System and Control Ngo Quang Hieu
  14. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  Ảnh hưởng của zero: • Khi thêm một zero có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở thì QĐNS của hệ kín có xu hướng tiến ra xa trục ảo, hệ thống sẽ ổn định hơn, độ vọt lố giảm. System and Control Ngo Quang Hieu
  15. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tỉ lệ: GC ( s ) = K P 10 G(s) = ( s + 2)( s + 3) GC ( s ) = K P System and Control Ngo Quang Hieu
  16. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi phân tỉ lệ: GC ( s ) = K P + K D s = K P (1 + TD s ) • Thời hằng vi phân càng lớn, thời gian đáp ứng càng nhanh • Hiệu chỉnh vi phân tỉ lệ làm nhanh đáp ứng hệ thống nhưng làm cho hệ thống nhạy với tần số cao. 10 G(s) = ( s + 2)( s + 3) System and Control Ngo Quang Hieu
  17. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ: KI 1 GC ( s ) = K P + = K P (1 + ) s TI s • Thời hằng tích phân càng nhỏ, độ vọt lố càng cao • Hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ làm tăng độ vọt lố và thời gian quá độ. 10 G(s) = ( s + 2)( s + 3) System and Control Ngo Quang Hieu
  18. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi tích phân tỉ lệ: KI 1 GC ( s ) = K P + + K D s = K P (1 + + TD s ) s TI s • Tăng đáp ứng quá độ. • Giảm sai số xác lập. System and Control Ngo Quang Hieu
  19. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh  So sánh ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh System and Control Ngo Quang Hieu
  20. Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục LOGO Thiết kế dùng phương pháp QĐNS  Khi thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS, hai điều kiện pha và biên độ phải được thõa mãn.  Phương trình đặc trưng của hệ thống: ( s + z1 )( s + z2 )...( s + zm ) A( s ) 1+ K = 1+ K =0 ( s + p1 )( s + p2 )...( s + pn ) B( s) Hay: s + z1 s + z2 ... s + zm K= s + p1 s + p2 ... s + pn Và: m n � −� φ 1 θ i 1 i = 180(2l + 1); l =2 1, 3,... System and Control Ngo Quang Hieu

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản