Bài giảng Cơ sở tự động: Chương 2 - Nguyễn Đức Hoàng

Chia sẻ: Tằng Túy | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

68
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 trang bị cho người học những hiểu biết về mô hình toán học hệ thống liên tục. Chương này cung cấp cho người học các kiến thức: Mô hình hệ thống, mô hình phần tử điện, mô hình phần tử cơ, hàm truyền hệ thống, biến đổi tương đương sơ đồ khối,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở tự động: Chương 2 - Nguyễn Đức Hoàng

MÔN HỌC CƠ SỞ TỰ ĐỘNG Giảng viên: Nguyễn Đức Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Email: ndhoang@hcmut.edu.vn
CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH TOÁN HỌC HỆ THỐNG LIÊN TỤC
Mô hình hệ thống Mục đích của mô hình trong hệ thống điều khiển : • Mô hình toán của hệ thống là cơ sở để phân tích và thiết kế các hệ thống điều khiển. • Mô hình chi tiết cho phép kiểm tra chất lượng của hệ thống điều khiển thông qua mô phỏng, trước khi thực thi hệ thống thực.
Mô hình phần tử điện i + v Điện áp/Dòng điện Điện áp/Điện tích 2 _ di d q i + Điện cảm v=L v=L 2 dt dt v dq _ Điện trở v = Ri v=R dt i + 1 q Điện dung v= idt v= v C C _
Mô hình phần tử cơ x f Lực/vận tốc Lực/vị trí M 2 dv d x Khối vật f =M f =M 2 x dt dt f dx Ma sát f = Bv f =B B nhớt dt f x Lò xo f = k vdt f = kx
Mô hình phần tử cơ J Momen/vận tốc Momen/vị trí T, 2 dω d θ Quán tính T=J T=J 2 T, dt dt Ma sát dθ B nhớt T = Bω T=B dt s Độ cứng T = s ωdt T = sθ T,
Ví dụ 1: Mạch RC R vi i vo V0 ( s ) 1 = , τ = RC Vi ( s ) 1 + τs
Ví dụ 2: Mạch OpAmp Rf C Ri _ i + vi vo 1 V0 ( s ) R f + = sC Vi ( s ) Ri
Ví dụ 3: Hệ vật – lò xo x(t) Lực lò xo f s = kx dx k u(t) Lực trượt f b = Bv = B M dt B Hợp lực = u − fs − f b d2x M = u − fs − f b dt 2 d x dx M + kx + B =u dt dt
Ví dụ 3: Hệ vật – lò xo x(t) k u(t) M B X ( s) 1 = U ( s ) Ms + Bs + k 2
Hàm truyền ĐN: Hàm truyền của hệ thống là tỉ số giữa biến đổi Laplace của tín hiệu ngõ ra với ngõ vào khi điều kiện đầu bằng 0. C ( s ) b 0s m + b1s m −1 + ... + b m −1s + b m G(s) = = R ( s) a 0s n + a1s n −1 + ... + a n −1s + a n NX: Hàm truyền của hệ thống không phụ vào tín hiệu vào ra mà phụ thuộc vào cấu trúc và tham số hệ thống.
Hàm truyền hệ thống Hệ thống nối tiếp Y2 ( s ) G td (s) = = G1G 2 U1 ( s )
Hàm truyền hệ thống Hệ thống song song Y ( s) G td (s) = = G1 + G 2 U ( s)
Hàm truyền hệ thống Hàm truyền hồi tiếp âm Y ( s) G1 G td (s) = = U ( s ) 1 + G1G 2
Biến đổi tương đương sơ đồ khối Đối với các hệ thống phức tạp, nhiều vòng hồi tiếp ta thực hiện các phép biến đổi tương đương sơ đồ khối để làm xuất hiện các dạng đơn giản. Hai sơ đồ khối được gọi là tương đương nếu chúng có quan hệ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra như nhau.
Biến đổi tương đương sơ đồ khối Chuyển điểm rẽ nhánh ra sau khối
Biến đổi tương đương sơ đồ khối Chuyển điểm rẽ nhánh ra trước khối
Biến đổi tương đương sơ đồ khối Chuyển bộ tổng ra sau khối
Biến đổi tương đương sơ đồ khối Chuyển bộ tổng ra trước khối
Ví dụ 1 Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống sau