Tham khảo tài liệu 'điện tử tự động - tự động hóa bằng kỹ thuật số phần 8', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Điện Tử Tự Động - Tự Động Hóa Bằng Kỹ Thuật Số Phần 8
- Điều khiển tự động (1) – Bùi Hồng Dương
Chương 3
3 Các hoạt động điều khiển cơ
bản và các bộ điều khiển cơ bản
3.1 On-off
3.2 P
3.3 I
Trang - 57 -
- Điều khiển tự động (1) – Bùi Hồng Dương
Chương 4
4
_____________________________________________
4 Xử lý tín hiệu tương tự
______________________________________________
4.1 Khái niệm chung
Xử lý tín hiệu là các công việc mà ta tiến hành với tín hiệu nhằm biến đổi chúng về các
dạng nhất định thích hợp với hoạt động của các phần tử khác trong hệ điều khiển. Nếu các
tín hiệu này được chế biến theo luật tương tự, ta gọi công việc này là xử lý tín hiệu tương tự.
Nếu công việc chế biến tín hiệu tuân theo luật số hóa, ta gọi đó là xử lý tín hiệu số hóa.
Chương này sẽ giới thiệu khái quát một số kỹ thuật xử lý tín hiệu tương tự dùng trong
các hệ thống điều khiển. Sau khi xem xét chương này, bạn sẽ có được một số kiến thức về:
Mạch cầu Wheatstone và các ứng dụng của nó trong việc đo điện trở, điện dung.
-
Ứng dụng mạch cầu Wheatstone trong đo lường.
-
Phân tích nguyên lý cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán, ứng dụng bộ khếch đại
-
thuật toán trong việc xây dựng các mạch điều khiển, chế biến tín hiệu thông
dụng...
4.2 Các nguyên lý chế biến tín hiệu tương tự.
Thiết bị cảm ứng đo lường một biến bằng c|h chuyển đổi thông tin về biến đó th{nh
th{nh một tín hiệu phụ thuộc trong môi trường điện, khí nén, thuỷ lực v.v. Những bộ biến
đổi n{y lợi dụng những quy luật, hiện tượng có sẵn trong tự nhiên. Công việc chế biến tín
hiệu còn biến đổi tín hiệu ra từ c|c phần tử cảm biến th{nh các tín hiệu thích hợp, cả về dải
gi| trị lẫn môi chất truyền tin, để giao diện tốt với c|c phần tử còn lại trong hệ thống.
Trong c|c phần trước ta cũng đ~ xem xét một số phần tử chế biến tín hiệu gió nén,
thuỷ lực... Trong phần n{y ta sẽ tập trung v{o c|c hình thức chuyển đổi tín hiệu điện. Ngo{i
ra mỗi thiết bị xử lý tín hiệu n{y chính l{ một phần tử cũng có h{m truyền đạt thể hiện sự
liên hệ giữa tín hiệu ra với tín hiệu v{o của nó. Thông thường c|c qu| trình n{y cũng sẽ
Trang - 58 -
- Điều khiển tự động (1) – Bùi Hồng Dương
được tuyến tính ho|, hoặc ngay trong qu| trình thiết lập chúng, người ta cũng đ~ chú trọng
lựa chọn c|c qu| trình có c|c quan hệ v{o – ra gần tuyến tính rồi.
Ta có thể ph}n nhóm c|c thiết bị chế biến tín hiệu th{nh một số nhóm chung như sau.
4.2.1 Thay đổi cường độ tín hiệu
Ví dụ phổ biến nhất l{ khuếch đại hay giảm khuếch đại cường độ tín hiệu. Ngo{i ra,
việc phối hợp trở kh|ng, đặc tính thay đổi tín hiệu theo tải, đ|p ứng tần số của thiết bị cũng
l{ những yếu tố cần xem xét trong qu| trình chuyển đổi n{y.
4.2.2 Tuyến tính hoá
Nh{ thiết kế c|c mạch điều khiển có rất ít c|c lựa chọn tuyến tính giữa đầu v{o – ra
của c|c biến. Hầu hết c|c qu| trình chuyển đổi tín hiệu đều không tuyến tính. Ngay cả khi ta
đ~ tuyến tính ho| chúng, chúng cũng chỉ tuyến tính trong một giải gi| trị nhất định. Cách
thức tuyến tính ho| hiệu quả nhất l{ chuyển tín hiệu đo được v{o m|y tính rồi sử dụng c|c
phần mềm để chuyển đổi tín hiệu.
4.2.3 Chuyển đổi dạng tín hiệu
Do nhu cầu, ta có thể phải chuyển đổi tín hiệu từ dạng điện sang khí nén, thuỷ lực, lực,
chuyển vị v{ ngược lại. Ngo{i ra ngay trong cùng một môi trường truyền dẫn, ta vcũng còn
cần phải chuyển đổi dạng tín hiệu. Ví dụ, ta cần chuyển đổi điện |p th{nh dòng điện để
truyền tín hiệu đi xa, rồi ở đầu nhận ta lại chuyển đổi tín hiệu dòng trở về điện |p để điều
khiển. Lý do l{ điện |p phụ thuộc nhiều v{o tải, còn dòng điện thì không, tuy nhiên dòng
điện dễ bị khử đi do c|c hiện tượng đấu tắt (chạm m|t). Việc chuyển đổi tín hiệu số-tương
tự v{ tương tự-số cũng rất cần thiết trong c|c giao diện với m|y tính trong điều khiển hiện
đại.
4.2.4 Lọc và phối hợp trở kháng
C|c tín hiệu nhiễu như tần số lưới, c|c qu| trình đóng ngắt c|c thiết bị ... cũng có t|c
động không mong muốn đ|ng kể đến c|c qu| trình điều khiển. Do vậy cần đến c|c bộ lọc
thông thấp hay thông cao để khử nhiễu. Ngo{i ra, việc phối hợp trở kh|ng giúp cho c|c tín
hiệu v{o, ra c|c thiết bị được chuyển đổi chính x|c hơn.
4.2.5 Khái niệm nạp tải
Có một điểm cần đặc biệt lưu ý khi ph}n tích c|c mạch tương tự l{ hiện tượng nạp tải
của một mạch điện bởi một mạch kh|c, khi đó nó tạo ra c|c lượng không chắc trong phép
đo v{ xử lý tín hiệu. Ví dụ cụ thể l{ nếu ta có một mạch hở là một nguồn điện áp, khi đó nó
có một điện |p, chẳng hạn l{ Vx. Mạch hở l{ một mạch m{ không có gì nối v{o giữa hai đầu
cực ra của mạch. Khi ta đấu một điện trở RL vào hai đầu ra của nguồn hở, nguồn n{y trở
th{nh mạch kín, điện |p tại hai đầu nguồn sụt xuống một lượng, còn là Vy, Vy < Vx. Gi| trị
điện trở RL kh|c nhau cho ta c|c lượng sụt |p kh|c nhau.
Khi ph}n tích c|c hiệu ứng nạp tải, người ta thường ứng dụng định lý Thévenin. Định
lý n{y ph|t biểu rằng giữa hai cực ra của bất kỳ phần tử n{o cũng có thể được xem như l{
một đoạn mạch tương đương gồm một nguồn điện |p được mắc nối tiếp với một trở kh|ng
ra tương đương. Đoạn mạch như vậy thường được gọi l{ mạch Thévenin tương đương.
Trang - 59 -
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
