Moân hoïc
Moân hoïc
CÔ SÔÛ TÖÏ ÑOÄNG
CÔ SÔÛ TÖÏ ÑOÄNG
ề
ể
Biên soạn: TS. Huỳnh Thái Hoàng
Bộ môn điều khiển tự động
Khoa Điện – Điện Tử
Đại học Bách Khoa TPHCM
Email: hthoang@hcmut.edu.vn
Homepage: www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
Giảng viên: HTHoàng, NVHảo, NĐHoàng, BTHuyền, HHPhương, HMTrí
9 September 2011
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM
1
Chöông 5
Chöông 5
ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG
ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG
HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN
HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
2
Noäi dung chöông 5
Noäi dung chöông 5
Caùc tieâu chuaån chaát löông
Cac tieu chuan chat löôïng
Sai soá xaùc laäp
Ñaùp öùng quaù ñoä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
ù
ù ñ ä
i â
Quan heä giöõa chaát löôïng trong mieàn taàn soá vaø chaát löôïng trong
h ù ñ ù h å C ù ái
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
3
mieàn thôøi gian
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
å
å
á
á
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
4
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Sai so xac laäp
Sai soá xaùc laäp
Sai so xac laäp
Sai soá xaùc laäp
yht(t)
exl
r(t)
r(t)
Y(s)
Yht(s)
exl
e
e(t)
(t)
t
0
Sai soá: laø sai leäch giöõa tín hieäu ñaët vaø tín hieäu hoài tieáp.
Sai soá xaùc laäp: laø sai soá cuûa heä thoáng khi thôøi gian tieán ñeán voâ
te
)(
)(
te tr
tr
)(
)( t
)(
)(
t sE
)(
)(
sE sR
)(
)(
sR y
y
h
ht sY
sY
)(
)(
h
ht
e
te
)(
)(
e
sE
E
s
)(
)(
g
cuøng.
xl
xl
lim
li
t
0
lim
li
s
0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
5
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Hieän töôïng voït loá: laø hieän töôïng ñaùp öùng cuûa heä thoáng vöôït quaù
Ñoä voït lo
Ñaùp öùng quaù ñoä: Ñoä vot loá
Ñap öng qua ñoä: Ñoä voït lo
Ñaùp öùng quaù ñoä:
Ñap öng qua ñoä:
Ñoä vot loá
g
giaù trò xaùc laäp cuûa noù. äp
ò
y(t)
y(t)
voït loá
ymax
ymax yxl
ymax yxl
yxl
yxl
cxl
t
khoâng voït loá
t
0
0
Ñoä vot loá: (Percent of Overshoot – POT) laø ñai löông ñaùnh giaù
Ñoä voït lo: (Percent of Overshoot – POT) la ñaïi löôïng ñanh gia
möùc ñoä voït loá cuûa heä thoáng, ñoä voït loá ñöôïc tính baèng coâng thöùc:
y
y
POT
POT
%100
%100
y
max xly
xl
max
y
xl
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
6
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Caùc tieâu chuaån chaát löôïng
Ñap öng qua ñoä: Thôi gian qua ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä:
Ñap öng qua ñoä:
Ñaùp öùng quaù ñoä: Thôøi gian quaù ñoä Thôi gian len
Thôøi gian quaù ñoä Thôøi gian leân
Thôi gian qua ñoä –– Thôi gian len
Thôøi gian leân
Thôøi gian quaù ñoä (tqñ): laø thôøi gian caàn thieát ñeå sai leäch giöõa ñaùp
öùng cuûa heä thoáng vaø giaù trò xaùc laäp cuûa noù khoâng vöôït quaù %.
g
% thöôøng choïn laø 2% (0.02) hoaëc 5% (0.05)
Thôøi gian leân (tr): laø thôøi gian caàn thieát ñeå ñaùp öùng cuûa heä thoáng
ï q äp g g g ò ä
taêng töø 10% ñeán 90% giaù trò xaùc laäp cuûa noù. á
y(t)
y(t)
(1+)cxl
cxl
(1) cxl
cxl
0.9cxl
t
t
0.1cxl
0
0
0
tqñ
tr
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
7
Sai soá xaùc laäp
Sai soá xaùc laäp
áá
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
8
Sai soá xaùc laäp
Sai soá xaùc laäp
C(s)
sE
)(
Ta coù:
sR
)(
)(
sHsG
)(
1
Suy ra:
e
sE
xl
s
s
lim
s
s
0
0
sR
s
)(
sHsG
)(
)(
)(
)(
sHsG
lim)(
s
1
10
0
Nhaän xeùt: sai soá xaùc laäp khoâng chæ phuï thuoäc vaøo caáu truùc vaø
Bieu thöc sai so xac laäp
Bieåu thöùc sai soá xaùc laäp
Bieu thöc sai so xac laäp
Bieåu thöùc sai soá xaùc laäp
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
9
thoâng soá cuûa heä thoáng maø coøn phuï thuoäc vaøo tín hieäu vaøo.
th â
ø û h ä th á tí hi ä h th ø á ä ø ø
Sai soá xaùc laäp
Sai soá xaùc laäp
Neáu tín hieäu vaøo laø haøm naác ñôn vò:
sR
s
/1)(
e
K
sHsG
)(
)(
Sai soá xaùc laäp khi tín hiệệu vaøo laø haøm naác
Sai so xac laäp khi tín hiệệu vao la ham nac
u vao la ham nac
Sai soá xaùc laäp khi tín hi
Sai so xac laäp khi tín hi
u vaøo laø haøm naác
xl
p
lim
s
0
1
1
1
K
p
vôùi (heä soá vò trí)
yht(t)
( )
yht(t)
( )
1
1
t
t
0
0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
10
G(s)H(s) khong co khau
G(s)H(s) khoâng coù khaâu
tích phaân lyù töôûng G(s)H(s) co ít nhat 1 khau
G(s)H(s) coù ít nhaát 1 khaâu
tích phaân lyù töôûng
Sai soá xaùc laäp
Sai soá xaùc laäp
Neáu tín hieäu vaøo laø haøm naác ñôn vò:
sR
2/1)(
s
K
sG
sHs
)(
)(
Sai soá xaùc laäp khi tín hiệệu vaøo laø haøm doác
Sai so xac laäp khi tín hiệệu vao la ham doc
u vao la ham doc
Sai soá xaùc laäp khi tín hi
Sai so xac laäp khi tín hi
u vaøo laø haøm doác
e
v
lim
0
s
1
1
xl K
v
vôùi (heä soá vaän toác)
yht(t)
yht(t)
yht(t)
r(t)
r(t)
r(t)
exl 0
e 0
exl = 0
0
e(t)
t
t
t
0
0
0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
11
G(s)H(s) khong
G(s)H(s) khoâng
coù khaâu TPLT G(s)H(s) co 1
G(s)H(s) coù 1
khaâu TPLT G(s)H(s) co nhieu
G(s)H(s) coù nhieàu
hôn 1 khaâu TPLT
Sai soá xaùc laäp
Sai soá xaùc laäp
Neáu tín hieäu vaøo laø haøm parabol:
sR
3/1)(
s
Sai soá xaùc laäp khi tín hiệệu vaøo laø haøm parabol
Sai so xac laäp khi tín hiệệu vao la ham parabol
u vao la ham parabol
Sai soá xaùc laäp khi tín hi
Sai so xac laäp khi tín hi
u vaøo laø haøm parabol
e
K
sHsGs
)(
)(
a
lim 2
0
s
1
1
xl K
a
vôùi (heä soá gia toác)
yht(t)
yht(t)
yht(t)
r(t)
r(t)
r(t)
exl0
0
e l = 0
exl
e(t)
t
t
t
0
0
0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
12
G(s)H(s) co ít hôn
G(s)H(s) coù ít hôn
2 khaâu TPLT G(s)H(s) co 2
G(s)H(s) coù 2
khaâu TPLT G(s)H(s) co nhieu
G(s)H(s) coù nhieàu
hôn 2 khaâu TPLT
Sai soá xaùc laäp
Sai soá xaùc laäp
Kp, Kv, Ka coù giaù trò nhö sau:
Nhaän xeùt:
Muoán exl cuûa heä thoáng ñoái vôùi tín hieäu vaøo laø haøm naác baèng 0 thì haøm truyeàn
G(s)H(s) phai co ít nhat 1 khau tích phan ly töông.
G(s)H(s) phaûi coù ít nhaát 1 khaâu tích phaân lyù töôûng
Muoán exl cuûa heä thoáng ñoái vôùi tín hieäu vaøo laø haøm doác baèng 0 thì haøm truyeàn
G(s)H(s) phaûi coù ít nhaát 2 khaâu tích phaân lyù töôûng.
ñ ái ôùi tí hi ä
û h ä th á
0 thì h ø
b l b è
l ø h ø
ø
Muon exl cua heä thong ñoi vôi tín hieäu vao la ham parabol bang 0 thì ham
M á
truyeàn G(s)H(s) phaûi coù ít nhaát 3 khaâu tích phaân lyù töôûng.
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
13
Moái lieân heä giöõa soá khaâu tích phaân trong G(s)H(s) vaø sai soá xaùc laäp
Moi lien heä giöa so khau tích phan trong G(s)H(s) va sai so xac laäp
Moi lien heä giöa so khau tích phan trong G(s)H(s) va sai so xac laäp
Moái lieân heä giöõa soá khaâu tích phaân trong G(s)H(s) vaø sai soá xaùc laäp
Tuøy theo soá khaâu tích phaân lyù töôûng coù trong haøm truyeàn G(s)H(s) maø caùc heä soá
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
14
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Heä quan tính baäc 1
Heä quaùn tính baäc 1
Heä quan tính baäc 1
Heä quaùn tính baäc 1
K
1Ts
sG
)(
)(
Haøm truyeàn heä quaùn tính baäc 1:
R(s) Y(s)
1
1
K
Ts
T
Heä quaùn tính baäc 1 coù moät cöïc thöïc:
p
1
1
1
T
T
Ñaùp öùng quaù ñoä:
.
sY
)(
sGsR
)(
)(
1
s
s
K
1Ts
Ts
1
ty
)(
K
1(
/Tte
)
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
15
ä q y ä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
y(t)
Im s
(1+).K
K
(1).K
Re s
0.63K
0
1/T
t
0
T
tqñ
Heä quan tính baäc 1 (tt)
Heä quaùn tính baäc 1 (tt)
Heä quan tính baäc 1 (tt)
Heä quaùn tính baäc 1 (tt)
û kh â ù ñ ä ù
ty
)(
)(
ty
K
K
1(
1(
/Tte
e
)
)
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
16
Ñap öng qua ñoä cua khau quan tính
Ñ ù öù
tí h
baäc 1 taêng theo qui luaät haøm muõ Gian ño cöïc –zero
Giaûn ñoà cöc zero
cuûa khaâu quaùn tính baäc 1
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Heä quaùn tính baäc 1 chæ coù 1 cöïc thöïc (1/T), ñaùp öùng quaù ñoä
Nhaän xet ve heä quan tính baäc 1
Nhaän xeùt veà heä quaùn tính baäc 1
Nhaän xet ve heä quan tính baäc 1
Nhaän xeùt veà heä quaùn tính baäc 1
Thôøi haèng T: laø thôøi ñieåm ñaùp öùng cuûa khaâu quaùn tính baäc 1 ñaït
khong co voït lo.
khoâng coù vot loá
Cöïc thöïc (1/T) caøng naèm xa truïc aûo thì thôøi haèng T caøng nhoû,
63% giaù trò xaùc laäp.
Thôøi gian quaù ñoä cuûa heä quaùn tính baäc 1 laø:
í h b ä 1 l ø
lnT
lnT
tqñ
tqñ
1
heä thoáng ñaùp öùng caøng nhanh.
ù ñ ä
Th øi û h ä i ù
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
17
vôùi = 0.02 (tieâu chuaån 2%) hoaëc = 0.05 (tieâu chuaån 5%)
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Cöïc naèm caøng xa truïc aûo ñaùp öùng cuûa heä quaùn tính baäc 1 caøng
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä quan tính baäc 1
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä quaùn tính baäc 1
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä quan tính baäc 1
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä quaùn tính baäc 1
Im s
y(t)
K
Re s
0
0
t
t
0
nhanh, thôi gian qua ñoä cang ngan.
nhanh thôøi gian quaù ñoä caøng ngaén
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
18
Giaûn ñoà cöïc –zero
cuûa khaâu quaùn tính baäc 1 û Ñaùp öùng quaù ñoä
cuûa khaâu quaùn tính baäc 1
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Heä dao ñoäng baäc 2
Heä dao ñoäng baäc 2
Heä dao ñoäng baäc 2
Heä dao ñoäng baäc 2
22
sT
sT
Ts
Ts
1
1
K
2
2
Haøm truyeàn heä dao ñoäng baäc 2:
0 ,
)1
(
sG
)(
2
1
1
Tn
22
sT
Ts
1
s
K
K
2
2K
K
n
2
2
s
n
n
Heä dao ñoäng baäc 2 coù caëp cöïc phöùc:
R(s) Y(s)
2
2
j
1
p
2,1
n
n
Ñaùp öùng quaù ñoä:
h ù b ñ 2 d ù
sY
)(
)(
sY
sGsR
sGsR
)(
)(
)(
)(
2
1
.
ss
tn
e
(cos
(cos
)
)
)(
ty
ty
)(
K
K
sin
sin
)
)
t
t
2
(
1
(
1
n
g q p ä
1
2
1
1
2
nK
2
ns
2
n
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
19
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
y(t)
Im s
cos =
2
j
1
n
n
(1+).K
K
(1).K
)
(
Re s
Re s
0
n
2
j
1
1 n
j
t
0
tqñ
Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)
Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)
Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)
Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
20
Giaûn ñoà cöïc –zero
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2 Ñaùp öùng quaù ñoä
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Heä dao ñoäng baäc 2 coù caëp cöïc phöùc, ñaùp öùng quaù ñoä coùù daïng dao
Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2
= 0
= 0.2
= 0.4
Neáu = 0, ñaùp öùng cuûa heä
laø dao ñoäng khoâng suy
giaûm ôùi taàn soá
giam vôi tan so n n
goïi laø taàn soá dao ñoäng töï
nhieân.
á
= 0.6
= 0.6
Neáu 0< <1, ñaùp öùng cuûa
heä laø dao ñoäng vôùi bieân ñoä
giaûm daàn goïi laø heä soá
taét (hay heä soá suy giaûm),
caøng lôùn (cöïc caøng naèm
g
g
gaàn truïc thöïc) dao ñoäng
suy giaûm caøng nhanh.
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
21
ñoäng vôùi bieân ñoä giaûm daàn. g g
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
POT
exp
%100
Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2
Ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heä dao ñoäng baäc 2 coù voït loá.
1
.
2
)
%
(
(
T
O
P
caøng lôùn (caëp cöïc
caøng naèm gaàn truïc
thöïc) POT caøng nhoû
caøng nhoû (caëp cöïc
phöùc caøng naèm gaàn
phöc cang nam gan
truïc aûo) POT caøng lôùn
Quan heä giöa heä so
Quan heä giöõa heä soá
taét vaø ñoä voït loá
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
22
Ñoä voït loá
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Thôøi gian quaù ñoä:
t
Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2
Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2
qñ
3
3
n
t
Tieâu chuaån 5%:
qñ
4
n
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
23
Tieâu chuaån 2%:
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
à
Im s
Im s
y(t)
y(t)
K
cos =
cos =
Re s
R
0
t
0
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2
Caùc heä dao ñoäng baäc 2 coù caùc cöïc naèm treân cuøng 1 tia xuaát phaùt
töø goùc toïa ñoä thì coù heä soá taét baèng nhau, do ñoù coù ñoä voït loá baèng
nhau. Heä naøo coù cöïc naèm xa goác toïa ñoä hôn thì coù taàn soá dao
ñoäng töï nhieân lôùn hôn, do ñoù thôøi gian quaù ñoä ngaén hôn.
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
24
Gian ño cöïc –zero
Giaûn ñoà cöc –zero
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2 Ñap öng qua ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
à
y(t)
y(t)
K
n
Re s
Re s
0
t
0
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2
Caùc heä dao ñoäng baäc 2 coù caùc cöïc naèm caùch goác toïa ñoä moät
khoaûng baèng nhau thì coù cuøng taàn soá dao ñoäng töï nhieân, heä naøo
coù cöïc naèm gaàn truïc aûo hôn thì coù heä soá taét nhoû hôn, do ñoù ñoä voït
loá cao hôn, thôøi gian quaù ñoä daøi hôn.
s
Im s
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
25
Gian ño cöïc zero
Giaûn ñoà cöc –zero
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2 Ñap öng qua ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
s
Im s
y(t)
y(t)
K
Re s
Re s
0
n
t
0
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2
Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2
Caùc heä dao ñoäng baäc 2 coù caùc cöïc naèm caùch truïc aûo moät khoaûng
baèng nhau thì coù n baèng nhau, do ñoù thôøi gian quaù ñoä baèng
nhau. Heä naøo coù cöïc naèm xa truïc thöïc hôn thì coù heä soá taét nhoû
hôn, do ñoù ñoä voït loá cao hôn.
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
26
Gian ño cöïc zero
Giaûn ñoà cöc –zero
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2 Ñap öng qua ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2
Ñaùp öùng quaù ñoä
Ñaùp öùng quaù ñoä
Heä baäc cao coù nhieàu hôn 2 cöïc
Heä baäc cao
Heä baäc cao
Heä baäc cao
Heä baäc cao
s
Im s
Neáu heä baäc cao coù 1 caëp cöïc phöùc naèm gaàn truïc aûo hôn so vôùi caùc
cöïc coøn laïi thì coù theå xaáp xæ heä baäc cao veà heä baäc 2. Caëp cöïc phöùc
naèm gaàn truïc aûo nhaát goïi laø caëp cöïc quyeát ñònh cuûa heä baäc cao.
y(t)
y(t)
Ñaùp öùng heä baäc cao
Re s
Re s
0
Ñaùp öùng heä baäc 2 vôùi
caëp cöïc quyeát ñònh
t
0
ä ä ï p ëp g ï
Heä baäc cao co nhieu hôn 2 cöïc
Heä baäc cao coù nhieàu hôn 2 cöc
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
27
Heä baäc cao co the xap xæ ve heä
Heä baäc cao coù theå xaáp xæ veà heä
baäc 2 vôùi caëp cöïc quyeát ñònh
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
å
å
á
á
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
28
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Tieâu chuaån IAE
Tieu chuan IAE
(Integral of the Absolute Magnitude of the Error )
te
)( dt
J IAE
0
Tieâu chuaån ISE
Tieu chuan ISE
(Integral of the Square of the Error)
2
2
te
)( dt
)( d
J ISE
J
0
Tieâu chuaån ITAE
(Integral of Time multiplied by the Absolute Value of the Error)
tet
tet
)( dt
)( dt
J ITAE
J
0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
29
Heä baäc 2:
Heä baäc 2:
707
707
.0
5.0
.0
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
minIAEJ
minISEJ
J
minITAE
=0.3
y(t)
=0.5
=0.707
=0.9
t
0
khi
khi
khi
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
30
Ñaùp öùng cuûa heä baäc 2
Tieu chuan ITAE ñöôïc sö duïng pho bien nhat
Tieâu chuaån ITAE ñöôc söû dung phoå bieán nhaát
Ñeå ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heä thoáng baäc n laø toái öu theo chuaån ITAE
ä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Neáu maãu soá haøm truyeàn heä kín coù daïng nhö baûng treân vaø töû soá
thì ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heä
n
haøm truyeàn heä kín cuûa heä baäc n laø
n
thong la toi öu va sai so xac laäp bang 0.
thoáng laø toái öu vaø sai soá xaùc laäp baèng 0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
31
thì maãu soá haøm truyeàn kín heä baäc n phaûi coù dang
ï g p y ä
Ñap öng toi öu theo chuan ITAE
Ñaùp öùng toái öu theo chuaån ITAE
y(t)
Heä baäc 1
H ä b ä 1
Heä baäc 2
Heä baäc 3
Heä baäc 4
t
0
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
32
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä
Quan heä giöa ñaëc tính tan so va
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø
Quan heä giöa ñaëc tính tan so va
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø
chaát löôïng trong mieàn thôøi gian
chaát löôïng trong mieàn thôøi gian
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
33
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäp
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäp
Y(s)
Y( ) R(s)
R( )
+
K
sHsG
)(
(
jHjG
)
(
)
p
lim
s
0
lim)(
0
K
(
jHjGj
)
)
(
v
lim)(
0
sHsGs
lim
)(
s
0
2
K
(
(
j
)
jHjG
)
(
)
a
lim)(
0
2
sHsGs
lim
)(
0
s
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
34
G(s)
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäp
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäp
C(s)
C( ) R(s)
R( )
+
Sai soá xaùc laäp cuûa heä kín chæ phuï thuoäc vaøo bieân ñoä ôû mieàn taàn soá
thaáp cuûa heä hôû, khoâng phuï thuoäc vaøo bieân ñoä ôû mieàn taàn soá cao.
Heä hôû coù bieân ñoä ôû mieàn taàn soá thaáp caøng cao thì heä kín coù sai soá
G(s)
xaùc laäp caøng nhoû.
Tröôøng hôïp ñaëc bieät neáu heä hôû coù bieân ñoä ôû taàn soá thaáp voâ cuøng
lôù
lôn thì heä kín co sai so xac laäp bang 0 ñoi vôi tín hieäu vao la ham
l ä b è
naác.
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
35
0 ñ ái ôùi tí hi ä thì h ä kí l ø h ø i ø ù á ù
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä
Y(s)
Y( ) R(s)
R( )
+
baêng thoâng cuûa heä kín xaáp xæ taàn soá caét bieân cuûa heä hôû
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
36
G(s)
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
37
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä
Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä
Y(s)
Y( ) R(s)
R( )
+
Heä hôû coù taàn soá caét bieân caøng cao thì heä kín coù baêng thoâng caøng
Heä hô co tan so cat bien cang cao thì heä kín co bang thong cang
roäng heä thoáng kín ñaùp öùng caøng nhanh, thôøi gian quaù ñoä caøng
nhoû.
t
qd
c
4
4
c
Heä hôû coù ñoä döï tröõ pha cuûa caøng cao thì heä kín coù ñoä voït loá caøng
thaáp. Caùc nghieân cöùu thöïc nghieäm cho thaáy ñoä döõ tröõ pha cuûa heä
hô lôn hôn 600 thì ñoä voït lo cua heä kín nho hôn 10%.
hôû lôùn hôn 600 thì ñoä vot loá cuûa heä kín nhoû hôn 10%
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
38
G(s)
Thí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độ
Thí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độ
Y(s)
Y(s) R(s)
R(s)
+
sG
)(
10
08.0)(1
080)(1
s
s
)1
)1
s
s
s
10(
1.0(
s
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
39
G(s)
Thí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độ
Thí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độ
Y(s)
Y(s) R(s)
R(s)
+
sG
)(
s
s
)1
)1
50
s
1.0(
10(
s
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
40
G(s)
Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố
Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố
Y(s)
Y(s) R(s)
R(s)
+
6
)(
sG
s
s
s
10(
1.0(
s
08.0)(1
080)(1
s
s
)1
)1
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
41
G(s)
Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố (tt)
Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố (tt)
Y(s)
Y(s) R(s)
R(s)
+
sG
)(
s
s
)1
)1
6
s
1.0(
10(
s
9 September 2011
© H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
42
G(s)