Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động - Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động

Chia sẻ: Nguyễn Minh Tuấn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

0
271
lượt xem
90
download

Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động - Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động

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

I. Mục đích. Sử dụng Matlab để phân tích hệ thống : - Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian, trong miền tần số của các khâu động học cơ bản. - Xác định hàm truyền tương đương của hệ thống. - Khảo sát các đặc tính của hệ thống kín và hệ thống hở.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động - Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động

  1. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN Bài 1. Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động I. Mục đích. Sử dụng Matlab để phân tích hệ thống : - Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian, trong miền tần số của các khâu động học cơ bản. - Xác định hàm truyền tương đương của hệ thống. - Khảo sát các đặc tính của hệ thống kín và hệ thống hở. II. Nội dung. 1. Khảo sát các đặc tính của các khâu động học cơ bản. 1.1. Khâu tích phân Hàm truyền đạt của khâu tích phân W(s)= Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian và các đặc tính trong miền tần số trong 2 trường hợp K=5, K=20. a. K=5. >>w = tf(5,[1 0]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) Page 1 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  2. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN b. K=20. >>w = tf(5,[1 0]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) Page 2 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  3. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN 1.2. Khâu vi phân thực tế. Hàm truyền: W(s) = Với K = 20; T = 0.1 >> w = tf([20 0],[0.1 1]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) 1.3. Khâu quán tính bậc nhất. Hàm truyền : W(s) = a. Với K = 20; T = 50 >> w = tf(20,[50 1]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) >>step(w) % Xac dinh cac tham so K va T tu do thi ham qua do bang cach ve tiep tuyen tai 0 Page 3 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  4. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN Page 4 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  5. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN b. Với K = 20; T = 100 >> w = tf(20,[100 1]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) >>step(w) % Xac dinh cac tham so K va T tu do thi ham qua do bang cach ve tiep tuyen tai 0 Page 5 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  6. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN 1.4. Khâu bậc hai. Hàm truyền: W(s) = Với K = 20; T = 10; d lấy các giá trị : d1 = 0, d2 = 0.25, d3 = 0.5, d4 = 0.75, d5 = 1. Khảo sát các đặc tính a. Hàm step(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> step(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> step(w) >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> step(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> step(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> step(w) >> hold off Page 6 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  7. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN  Nhận xét ảnh hưởng của độ suy giảm d đến đặc tính quá độ của khâu bậc 2 : Qua đồ thị hàm step(w) ở trên ta thấy khi d thay đổi từ 0 đến 1 : - Biên độ dao động của hàm quá độ càng giảm. - Thời gian dao động giảm , khâu đạt được trạng thái xác lập nhanh hơn. => Hệ số suy giảm d tăng ảnh hưởng tích cực đến hệ thống. b. Hàm impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> impulse(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> impulse(w) >> hold off Page 7 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  8. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN c. Hàm nyquist(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> nyquist(w) Page 8 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  9. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> nyquist(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> nyquist(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> nyquist(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> nyquist(w) >> hold off d. Hàm bode(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> bode(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> hold on >> bode(w) >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> bode(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> bode(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> bode(w) >> hold off Page 9 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  10. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN 2. Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống. Page 10 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  11. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN Cho hệ thống: 2.1. Xác định hàm truyền của hệ thống : hệ thống hở và kín. >> G1 = tf ( [ 1 1 ] , conv ( [ 1 3 ] , [ 1 5 ] ) ) ; >> G2 = tf ( [ 1 0 ] , [ 1 2 8 ] ) ; >> G3 = tf ( [ 1 ] , [ 1 0 ] ) ; >> H1 = tf ( [ 1 ] , [ 1 2 ] ) ; >> G13 = parallel(G1,G3) ; >> G21 = feedback(G2,H1) ; >> Gh = series(G13,G21) Transfer function: 2 s^4 + 13 s^3 + 33 s^2 + 30 s ------------------------------------------------- s^6 + 12 s^5 + 60 s^4 + 180 s^3 + 323 s^2 + 240 s >> Gk= feedback(Gh,1) Transfer function: 2 s^4 + 13 s^3 + 33 s^2 + 30 s ------------------------------------------------- s^6 + 12 s^5 + 62 s^4 + 193 s^3 + 356 s^2 + 270 s 2.2 Khảo sát các đặc tính. a. Các đặc tính trong miền thời gian của hệ thống kín. >> ltiview({'step','impulse'},Gk) Page 11 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  12. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN b. Các đặc tính trong miền tần số của hệ thống hở. >> ltiview({'nyquist','bode'},Gh) Page 12 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  13. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN 3. Khảo sát các đặc tính của hệ thống. Cho hệ thống : - Viết chương trình xác đ ịnh hàm truyền đạt của hệ thống với K=8; 17.564411; K=20. - Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian của hệ thống kín và các đặc tính trong miền tần số của hệ thống hở. a. K=8 >> W1 = tf(8, [1 2]); >> W2 = tf(1,conv([0.5 1],[1 1])); >> W3 = tf(1,[0.005 1]); >> Wh = W1*W2*W3 Transfer function: 8 ----------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 2 >> Wk = feedback(W1*W2,W3) Transfer function: 0.04 s + 8 ------------------------------------------------ 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 10 >> ltiview({'nyquist','bode'}, Wh) % Cac dac tinh trong mien tan so cua he thong ho Page 13 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  14. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN >> ltiview({'step','impulse'},Wk) % Cac dac tinh trong mien thoi gian cua he thong kin Page 14 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  15. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN b. K=17.564411 >> W1 = tf(17.564411, [1 2]); >> Wh = W1*W2*W3 Transfer function: 17.56 ----------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 2 >> Wk = feedback(W1*W2,W3) Transfer function: 0.08782 s + 17.56 --------------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 19.56 >> ltiview({'nyquist','bode'},Wh) % Cac dac tinh trong mien tan so cua he thong ho >> ltiview({'step','impulse'},Wk) % Cac dac tinh trong mien thoi gian cua he thong kin Page 15 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  16. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN c. K=20. >> W1 = tf(20, [1 2]); >> Wh = W1*W2*W3 Transfer function: 20 ----------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 2 >> Wk = feedback(W1*W2,W3) Transfer function: 0.1 s + 20 ------------------------------------------------ 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 22 >> ltiview({'nyquist','bode'},Wh) % Cac dac tinh trong mien tan so cua he thong ho Page 16 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  17. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN >> ltiview({'step','impulse'},Wk) % Cac dac tinh trong mien thoi gian cua he t hong kin Page 17 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  18. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN  Nhận xét về các đặc tính trong miền thời gian và miền tần số khi K thay đổi. - Các đặc tính trong miền tần số : dạng đặc tính ko thay đổi - Các đặc tính trong miền thời gian : + K=8 : hệ ổn định. + K=17.564411 : hệ ở biên giới ổn định. + K=20 : hệ không ổn định. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Bài 2. Ứng dụng Matlab khảo sát tính ổn định và chất lượng của hệ thống I. Mục đích. - Xác định Kgh của hệ thống theo điều kiện ổn định. - Khảo sát đặc tính của hệ thống tuyến tính có hệ số khuếch đại K thay đổ i. - Hiệu chỉnh bộ PID để nâng cao chất lượng hệ thống. II. Nội dung. 1. Xác định Kgh . Khảo sát các đặc tính khi K thay đổi. Cho hệ thống có sơ đồ : Các thông số của nhóm : Nhóm K K1 K2 T1 T2 T3 2 0.11 25 7 2 0.2 0.8 a. Xác định Kgh. Cách 1: Tính theo công thức => Kgh = 0.11 Cách 2 : Vẽ QĐNS của hệ thống. Từ đó tìm Kgh. >> W1=tf(25,conv([2 1],[0.2 1])); >> W2=tf(7,[0.8 1]); >> W=W1*W2; >> rlocus(W) >> [K,p]=rlocfind(W) Select a point in the graphics window selected_point = 0.0092 + 3.0551i Page 18 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  19. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN K= 0.1098 p= -6.7481 -0.0010 + 3.0597i -0.0010 - 3.0597i b. Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian của hệ kín và trong miền tần số của hệ hở khi K thay đổi. Hệ kín + Hệ thống ổn định K < Kgh : K= 0.009 (chỉ tiêu chất lượng ≤ 20% ) >> W1=tf(25,conv([2 1],[0.2 1])); >> W2=tf(7,[0.8 1]); >> Wk=feedback(0.009*W1,W2); >> ltiview({'step','impulse'},Wk) Page 19 nang_trong_dem_90@yahoo.com
  20. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN + Hệ thống ở biên giới ổn định K = Kgh : K= 0.11 >> Wk=feedback(0.11*W1,W2); >> ltiview({'step','impulse'},Wk) + Hệ thống không ổn định K > Kgh : K=0.15 Page 20 nang_trong_dem_90@yahoo.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản