Đáp án đề thi học kỳ I năm học 2016-2017 môn Điều khiển tự động - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Chia sẻ: Đinh Y | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

87
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề thi học kỳ I năm học 2016-2017 môn Điều khiển tự động - ĐH Sư phạm Kỹ thuật giúp các bạn học sinh có thêm tài liệu ôn tập, luyện tập nhằm nắm vững được những kiến thức, kĩ năng cơ bản, đồng thời vận dụng kiến thức để giải các bài tập một cách thuận lợi.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đáp án đề thi học kỳ I năm học 2016-2017 môn Điều khiển tự động - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Đáp án Điều khiển tự động (AUCO330329), Đề 01, HỌC KỲ I, 2016-2017 CÂU 1: Đáp án Cách 1. Điểm 0.5 a.(1đ) H1 R(s) Y(s) G1 G2 H2 Chuyển điểm nhánh sau G2 ra trước G1 H1 R(s) Y(s) G1G2 H2 G1G2 G td1  H1  G1G 2 1 G td2  1  H 2G1G 2 H  G1G 2 0.5 G td  G td1G td2  1 1  H 2G1G 2 Điểm Đáp án Cách 2: SV có thể sử dụng Graph tín hiệu Vẽ lại sơ đồ theo dạng Graph tín hiệu: 0.25 Tìm số đường tiến, vòng kín 0.5 Hàm truyền của hệ thống tính theo công thức Mason: 0.25 b. (1đ) 1 1 G1  2 ; G 2  H1  ; H2  s3 s 1 Hàm truyền tương đương: 1 1 2 Y(s) H1  G1G 2 s  3  3(s  1) G td (s)    s3 0.5 R(s) 1  H 2G1G 2 1  1 2 s 2  4s  5 s 1 s  3 1 Tín hiệu vào là hàm step, suy ra: R(s)  s 3(s  1) A Bs  C  Y(s)    2 s(s  4s  5) s s  4s  5 2
 AB0  A  3/ 5    4A  C  3  B  3 / 5 0.5  5A  3  C  3/ 5   3 / 5 3 / 5s  3 / 5 3 / 5 3  s  2 3   Y(s)       s (s  2)  1 2 s 5  (s  2)  1 (s  2)  1  2 2   e cos t  3e 2t sin t  3 3 2t  y(t)  0.5 5 5 3 3 10 2t  1 3   y(t)   e  cos t  sin t  5 5  10 10  3 3 10 2t 1  y(t)   e cos(t  ) ; với cos   5 5 10 0.5 CÂU 2 Đáp án Điểm a (0.5đ) Hàm truyền hệ hở: 0.5 (4 điểm) 5000(s  20)e0.1s G h (s)  G c (s)G(s)H(s)   (s  4)(s  50) s 2  12s  100  b (2đ). Vẽ biểu đồ Bode biên độ của hệ hở: Đưa hàm truyền về dạng tổng quát: 1 5000.20( s  1)e 0.1s G h (s)  20 1 1  1  4.50.100( s  1)( s  1)  2 s 2  0.12s  1 0.5 4 50  10  Nhận xét: Khâu trễ không ảnh hưởng đến biểu đồ Bode biên độ Hệ số khuếch đại chung: K=5  20lgK = 20lg10= 14 dB Các tần số gãy:  = 4, 10, 20,50[rad/s] tương ứng với lg  = 0.6, 1, 1.3, 1.7 Gọi L4 , L10 , L20 , L50 là giá trị L tại các tần số  = 4,10, 20, 50 [rad/s] 0.5  L4  14(dB) L10  L4  20  L10  14  20(1  0.6)  6(dB) lg10  lg 4 L20  L10  60  L20  6  60(1.3  1)  12(dB) lg 20  lg10 L50  L20  40  L50  12  40(1.7  1.3)  28(dB) lg 50  lg 20 Biểu đồ Bobe: 1 Trang 2
L( ) dB 14 -20 dB/dec 6 -60 dB/dec lg  0.6 1 1.3 1.7 -12 -40 dB/dec -28 -60 dB/dec c (1.5đ). Xét ổn định của hệ kín: 0,5 Tính tần số cắt biên: Lc  L10 06 6   60  lg(c /10)   0.1 lg(c /10) lg(c /10) 60  Tần số cắt biên: c  10 100.1  12,6 [rad/s] Tính góc pha tại tần số cắt biên: 0,75  (c)    1  1   1   0.12c  1800  arctg  c   arctg  c   arctg  c   arctg    0.1c  20  4   50   1  1 c 2    10 2   1.512    (c)  arctg  0.63  arctg  3.15   arctg(0.252)  arctg    72.2 0  0.5876   (c)  32.2  72.4  14.14  (180  68.76)  72.2 237.78o o o o 0,25 Xét ổn định hệ kín Độ dự trữ pha PM  180  (c ) 58o < 0 Độ dự trữ pha nhỏ hơn không nên hệ kín không ổn định CÂU 3 Đáp án Điểm a. Với bộ điều khiển PI, nên hàm truyền vòng hở của hệ có một khâu tích phân lý 0.5 (3đ) tưởng. Do đó, khi tín hiệu vào là hàm nấc (step) hệ có sai số xác lập luôn bằng 0. Hệ số sai số vận tốc: K 100 K v  limsG(s)H(s)  lims(K P  I ) 2  100 s0 s0 s s  10s  100 0.5  K I  100 100 b. KI = 100  G c (s)  K P  s Phương trình đặc trưng của hệ kín: 1  Gc (s)G(s)  0 100 100  1  (K P  )( 2 )0 s s  10s  100 Trang 3
 s3  10s2  100(1  KP )s  10000  0 0.5 Bảng Routh : 1 100(1+KP) 10 10000 100(1+KP)-1000 0 10000 Theo tiêu chuẩn Routh, điều kiện cần và đủ để hệ thống ổn định là các hệ số ở cột thứ nhất của bảng Routh cùng dấu. Suy ra: 100(1  K P )  1000  0  KP  9 0.5 c. Sử dụng bộ điều khiển PD:  G c (s)  K P  K Ds 100 Hệ số sai số vị trí: K  lim G(s)H(s)  lim(K P  K Ds)( )  100 s0 s0 s  10s  100 2  K P  100 0.25 G c (s)G(s) 100(100  K Ds) Hàm truyền hệ kín: G k (s)   2 1  G c (s)G(s) s  10s  100  100(100  K Ds) 100(100  K Ds) G k (s)  0.25 s  10(1  10K D )s  10100 2 Hàm truyền hệ kín có dạng khâu bậc 2 với: 0.25 - Tần số dao động riêng n 2  10100  n 100.5 (rad/s) - Hệ số dao động riêng  , với 2n  10(1  10K D ) 2n  10 Với   0.5 , suy ra: K D   0.905 0.25 100 Vậy bộ điều khiển PD có dạng: G c (s)  100  0.905s GV. Võ Lâm Chương Trang 4