Bài giảng Cơ sở tự động: Chương 6b - Nguyễn Đức Hoàng

Chia sẻ: Tằng Túy | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

52
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Thiết kế hệ thống dùng Bode, biểu đồ Bode khâu sớm pha, các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode. 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 6b - 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 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC
Thiết kế hệ thống dùng Bode R(s) + Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển sớm pha → cải thiện chất lượng quá độ 1 + αTs G C (s) = K C (α > 1) 1 + Ts
Biểu đồ Bode khâu sớm pha 20log(K C ) + 20log(α) 20log(K C ) + 10log(α) 20log(K C ) 1 ϕmax ωmax = T α �α − 1 � ϕmax = arcsin � � �α + 1 � 1 αT ωmax 1T
Thiết kế hệ thống dùng Bode R(s) + Gc(s) G(s) C(s) Bộ điều khiển trễ pha → cải thiện chất lượng xác lập 1 + αTs G C (s) = K C (α < 1) 1 + Ts
Biểu đồ Bode khâu trễ pha 20log(K C ) 20log(K C ) + 10log(α) 20log(K C ) + 20log(α) 1 ωmin = ϕmin T α �α − 1 � ϕmin = arcsin � � �α + 1 � 1 αT ωmin 1T
Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 1: Xác định KC để thỏa yêu cầu sai số xác lập K *p K *v K *a KC = = = Kp K v Ka • Bước 2: Đặt G1(s) = KC*G(s) . Vẽ Bode G1(s) • Bước 3: Xác định tần số cắt biên G1(s) : c
Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 4: Xác định độ dự trữ pha G1(s) : M • Bước 5: Xác định góc pha cần bù : ϕmax = ΦM − ΦM + θ * M* : độ dự trữ pha mong muốn, = 50 : 200 • Bước 6: Tính : 1 + sin ϕmax α= 1 − sin ϕmax
Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 7: Xác định tần số cắt mới dựa vào điều kiện : L1 ( ωC ) = −10log ( α ) ' • Bước 8: Tính T : 1 T= ω' C α • Bước 9: Kiểm tra hệ thống thỏa mãn độ dự trữ biên không? Nếu không quay lại Bước 5.
Ví dụ 1 Sơ đồ điều khiển 40 G(s) = 2 s (s + 10) R(s) + Gc(s) G(s) C(s) • Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: K *a = 10, ΦM* 200 , GM* 5dB
Ví dụ 2 Sơ đồ điều khiển 16 G(s) = (s + 2) 2 (25s + 1) R(s) + Gc(s) G(s) C(s) • Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: có sai số sác lập đối với ngõ vào hàm nấc 5% và ΦM* 500 , GM* 20dB
Các bước thiết kế khâu trễ pha dùng Bode • Bước 1: Xác định KC để thỏa yêu cầu sai số xác lập K *pK *v K *a KC = = = Kp K v Ka • Bước 2: Đặt G1(s) = KC*G(s) . Vẽ Bode G1(s)
Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 3: Xác định tần số cắt biên mới dựa vào điều kiện: ϕ1 ( ω ' C ) = −180 0 + ΦM + θ * M* : độ dự trữ pha mong muốn, = 50 : 200 • Bước 4: Tính từ điều kiện : L1 ( ωC' ) = −20log ( α )
Các bước thiết kế khâu sớm pha dùng Bode • Bước 5: Chọn zero khâu hiệu chỉnh: 1
Ví dụ 3 Sơ đồ điều khiển 10s + 1 G(s) = s(s + 10) 2 R(s) + Gc(s) G(s) C(s) • Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: K*v = 10, ΦM* 400 , GM* 20dB
Ví dụ 4 Sơ đồ điều khiển 10 G(s) = s(s + 1)(s + 10) R(s) + Gc(s) G(s) C(s) • Thiết kế GC(s) sao cho sau khi thiết kế hệ thống thỏa yêu cầu: K*v = 10, ΦM* 400 , GM* 20dB