Báo cáo thí nghiệm lý thuyết điều khiển tự động cho khâu động học

Chia sẻ: Ha The Tai Tai | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

582
lượt xem 121
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là bài báo cáo được đánh giá rất cao, mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo thí nghiệm lý thuyết điều khiển tự động cho khâu động học

BÀI 1:KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CÁC KHÂU ĐỘNG HỌC CƠ BẢN. a.khâu tích phân. Hàm truyền đạt W(s)= với K=5,K=20. >> num=[5]; >> den=[1 0]; >> w=tf(num,den) Transfer function: 5 - s >> ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},w) 8000 6 7000 Amplitude Amplitude 6000 5.5 5000 4000 5 3000 Nyquist Diagram Bode Diagram 2000 4.5 1000 0 4 0 500 1000 1500 0 0.5 1 1.5 Time (sec) Time (sec) 10 20 Imaginary Axis 10 Magnitude (dB) 5 0 -10 0 -20 -89 Phase (deg) -5 -90 -10 -91 -1 -0.5 0 0.5 0 1 10 10 Real A xis Frequency (rad/sec)
%với K=20. >>num=[20]; >> den=[1 0]; >> w=tf(num,den) Transfer function: 20 -- s >> ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},w) 4 x 10 4 21 3.5 A m p litu d e A m p litud e 3 2 0 .5 2.5 2 20 1.5 Ny q u is t Dia g ra m B o d e Dia g ra m 1 1 9 .5 0.5 0 19 0 500 1000 1500 0 0 .5 1 1 .5 Time (s e c ) Time (s e c ) 10 40 30 Im a g ina ry A x is M a g n itu d e (d B ) 5 20 10 0 0 -8 9 -5 P h a s e (d e g ) -9 0 -1 0 -9 1 -1 -0 .5 0 0 .5 10 0 10 1 Re a l A x is Fre q u e n c y (ra d /s e c )
b.khâu vi phân thực tế. W(s)= với K=20 ,T=0.1 >> w=tf([20 0],[0.1 1]) Transfer function: 20 s --------- 0.1 s + 1 >> ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},w)
200 0 A m p litu d e A m p litu d e 150 -5 0 0 100 -1000 N y q u is t Dia g ra m B o d e D ia g ra m 50 -1500 0 -2000 0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 Tim e ( s e c ) Tim e ( s e c ) 100 50 40 Im a g in a r y A x is 30 M a g n itu d e ( d B ) 50 20 10 0 0 90 -5 0 45 P h a s e (d e g ) -100 0 -50 0 50 100 150 200 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 Re a l A x is Fre q u e n c y ( ra d /s e c ) c.khâu quán tính bậc nhất. W(s)= với K=20;T=50 và K=20,T=100 %với K=20;T=50 >> w=tf([20],[50 1]) Transfer function: 20
-------- 50 s + 1 >> ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},w) S te p Re s p o n s e Imp u ls e Re s p o n s e 20 0 .4 0 .3 5 15 0 .3 0 .2 5 10 0 .2 Am p litu d e Am p litu d e 0 .1 5 5 0 .1 T= 50 0 .0 5 0 0 0 50 100 150 200 250 30 0 0 50 1 00 150 200 2 50 300 Time (s e c ) Time (s e c ) Ny q u is t Dia g ra m Bo d e Dia g ra m 10 50 M a g n itu d e (d B) 5 0 K = 20 Im a g in a ry A x is 0 -5 0 0 -5 P h a s e (d e g ) -4 5 -1 0 -9 0 -5 0 5 10 15 20 -3 -2 -1 0 10 10 10 10 Re a l A x is Fre q u e n c y (ra d /s e c ) %với K=20;T=100 >> w=tf([20],[100 1]) Transfer function: 20 --------- 100 s + 1 >> ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},w)
20 0.2 Amplitude Amplitude 15 0.15 10 0.1 Nyquist Diagram Bode Diagram 5 0.05 T=100 0 0 0 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 400 500 600 Time (sec) Time (sec) 10 50 Imaginary Axis Magnitude (dB) K=20 5 0 0 -50 0 Phase (deg) -5 -45 -10 -90 -4 -3 -2 -1 0 -5 0 5 10 15 20 10 10 10 10 10 Real Axis Frequency (rad/sec) d.khâu bậc hai. W(s)= với K=20,T=10,d=0;0.025;0.5;0.75;1. >> w=tf([20],[100 2*0*10 1]) Transfer function: 20
----------- 100 s^2 + 1 >> step(w) >> hold on >> w=tf([20],[100 2*0.25*10 1]) Transfer function: 20 ----------------- 100 s^2 + 5 s + 1 >> step(w) >> w=tf([20],[100 2*0.5*10 1]) Transfer function: 20 ------------------ 100 s^2 + 10 s + 1 >> step(w) >> w=tf([20],[100 2*0.75*10 1]) Transfer function: 20 ------------------ 100 s^2 + 15 s + 1 >> step(w) >> w=tf([20],[100 2*1*10 1])
Transfer function: 20 ------------------ 100 s^2 + 20 s + 1 >> step(w) Step Response 45 40 d=0 d= 0.25 35 d=0.5 30 d=0.75 25 d=1 Amplitude 20 15 10 5 0 -5 0 50 100 150 Time (sec) • nhận xét sự ảnh hưởng của độ suy giảm d đến đặc tính quá độ của khâu bậc hai: 1. d=0 thì hàm ở biên giới ổn định 2. d=0.25 hàm tiến tới ổn định nhưng thời gian quá độ dài và có độ quá điều chỉnh lớn 3. d=0.5 hàm tiến tới ổn định và vẫn có độ quá điều chỉnh,thời gian quá độ dài nhưng nhỏ hơn trường hợp d= 0. 4. d= 0.75 hàm tiến tới ổn định,thời gian quá độ và quá điều chỉnh nhỏ.
5. d= 1 hàm tiến tới ổn định nhanh và không có độ quá điều chỉnh  từ đồ thị ta thấy d càng tăng lên thì tính ổn định của hệ thống càng tăng. Các đặc tính còn lại của khâu bậc hai. %với d=0. 2 Am plitude 1 0 -1 -2 Ny quis t Diagram 0 50 100 150 200 250 Time (s ec ) -8 x 10 5 Im aginary Ax is 0 -5 Bode Diagram -3 -2 -1 0 1 2 3 8 x 10 Real A x is 200 M agnitude (dB) 0 -200 0 Phas e (deg) -90 -180 -2 -1 0 10 10 10 Frequenc y (rad/s ec ) %với d=0.25
2 Amplitude 1 0 -1 -2 Nyquist Diagram 0 50 100 150 200 250 Tim (sec) e Imaginary Axis 50 0 -50 Bode Diagram -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Real Axis Magnitude (dB) 50 0 -50 Phase (deg) 0 -90 -180 -3 -2 -1 0 1 10 10 10 10 10 Frequency (rad/sec) %với d=0.5 Impulse Response 2 Amplitude 0 -2 0 20 40 60 80 100 120 Time (sec) Nyquist Diagram 50 Imaginary Axis 0 -50 -10 -5 0 5 10 15 20 Real Axis Magnitude (dB) Bode Diagram 50 0 -50 Phase (deg) 0 -90 -180 -3 -2 -1 0 1 10 10 10 10 10 Frequency (rad/sec)
%Với d=0.75 Impulse Response 1 Amplitude 0 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (sec) Nyquist Diagram 20 Imaginary Axis 0 -20 -5 0 5 10 15 20 25 Real Axis Magnitude (dB) Bode Diagram 50 0 -50 Phase (deg) 0 -90 -180 -3 -2 -1 0 1 10 10 10 10 10 Frequency (rad/sec) %Với d=1
Impulse Response 1 Amplitude 0.5 0 0 20 40 60 80 100 120 Tim (sec) e Nyquist Diagram Imaginary Axis 20 0 -20 -5 0 5 10 15 20 Real Axis Magnitude (dB) Bode Diagram 50 0 Phase (deg) -50 0 -90 -180 -3 -2 -1 0 1 10 10 10 10 10 Frequency (rad/sec) Bài 2 :tìm hàm truyền tương đương của hệ thống. X G1 G2 Y G3 H1 G1= ;G2= ;G3= ;H1= Chương trình xác định hàm truyền của hệ thống và khảo sát các đặc tính của hệ thống kín và hệ thống hở. >> 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); >> G123=series(G13,G21); >> Wk=feedback(G123,1) 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 >> Wh=series(G123,1) 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 %khảo sát đặc tính của hệ thống kín >> ltiview({'step','impulse'},wk)
0.2 Amplitude 0.15 0.1 Impulse Response 0.05 0 0 2 4 6 8 10 12 Time (sec) 0.3 0.25 Amplitude 0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 -0.1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Time (sec) %các đặc tính của hệ thống hở >> ltiview({'nyquist','bode'},wh)
0.2 aginary Axis 0.15 0.1 Im 0.05 0 -0.05 Bode Diagram -0.1 -0.15 -0.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 Real Axis 0 agnitude (dB) -50 M -100 0 Phase (deg) -90 -180 -1 0 1 2 10 10 10 10 Frequency (rad/sec) Bài 3: khảo sát các đặc tính của hệ thống.
X(s) K 1 Y(s) s +2 (0.5s + 1)(s + 1) 1 0.005s + 1 với K=8 ;K=17.564411;K=20 % với k=8 >> G1=tf([8],[1 2]); >> G2=tf([1],conv([0.5 1],[1 1])); >> H1=tf([1],[0.005 1]); >> G12=series(G1,G2); >> Wk=feedback(G12,H1) Transfer function: 0.04 s + 8 ------------------------------------------------ 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 10 >> Wh=series(G12,H1) Transfer function: 8 ----------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 2
%đặc tính trong miền thời gian của hệ thống kín. 1.5 m litu e A p d 1 0.5 I p ls R s o s mu e e p n e 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 T e (s c im e ) 2 m litu e A p d 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 T e (s c im e ) %đặc tính trong miền tần số của hệ thống hở. Nyquist Diagram 4 2 Imaginary Axis 0 -2 -4 -1 0 1 2 3 4 5 Real Axis Bode Diagram 500 Phase (deg) Magnitude (dB) 0 -500 0 -180 -360 -1 0 1 2 3 4 10 10 10 10 10 10 Frequency (rad/sec)
%với k=17.564411. G1=tf([17.564411],[1 2]); >> G2=tf([1],conv([0.5 1],[1 1])); >> H1=tf([1],[0.005 1]); >> G12=series(G1,G2); >> wk=feedback(G12,H1) Transfer function: 0.08782 s + 17.56 --------------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 19.56 >> wh=series(G12,H1) Transfer function: 17.56 ----------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 2 >> ltiview({'step','impulse'},wk) >> ltiview({'nyquist','bode'},wh)
%các đặc tính trong miền thời gian của hệ thống kín. Step Response 2 1.5 A plitude 1 m 0.5 0 0 10 20 30 40 50 60 T e (sec) im Impulse Response 4 2 A plitude 0 m -2 -4 0 2 4 6 8 10 12 14 T e (sec) im %đặc tính trong miền tần số của hệ thống hở. 10 Imaginary Axis 5 0 Bode Diagram -5 -10 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Real Axis 500 Magnitude (dB) 0 -500 0 Phase (deg) -180 -360 -1 0 1 2 3 4 10 10 10 10 10 10 Frequency (rad/sec) %với k=20.
>> G1=tf([20],[1 2]); >> G2=tf([1],conv([0.5 1],[1 1])); >> H1=tf([1],[0.005 1]); >> G12=series(G1,G2); >> wh=series(G12,H1) Transfer function: 20 ----------------------------------------------- 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 2 >> wk=feedback(G12,H1) Transfer function: 0.1 s + 20 ------------------------------------------------ 0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 22 >> ltiview({'step','impulse'},wk) >> ltiview({'nyquist','bode'},wh)