Ch 1: Các khái ni
ệ
m và n
g
u
y
ên l
ý
cơ bản
ệgy ý
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-1
1.1. Giới thiệu
Hệ thống điều khiển là một nhóm các phần tử được liên kết lại với nhau nhằm duy trì một
kết quả mong muốn bằng cách tác động vào giá trị của một biến nào đó trong hê thống.
Denis Papin
’
s water float regulator
Wall
’
sfly
-
ball governor
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-2
Denis
Papin s
water
float
regulator
Wall s
fly
ball
governor
1.2. Sơ đồ khối và hàm tru
y
ền đạt
y
Sơ đồ khối
Mỗi phần tử trong hê thống nhận một tín vào từ một số bộ phận của hệ thống điều khiển
và tạo nên một tín hiệu ra đưa vào những phần tử khác.
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-3
1.2. Sơ đồ khối và hàm tru
y
ền đạt
y
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-4
1.2. Sơ đồ khối và hàm tru
y
ền đạt
y
Hàm tru
y
ền đạt
y
-là mối quan hệ toán học giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra của phần tử:
x(t)
y(t)
TF =
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-5
1.3. Hệ thốn
g
điều khiển vòn
g
hở
g g
Hệ thống điều khiển vòng hở là hệ thống mà trong đó tín hiệu điều khiển không có phụ
ấ
thuộc vào b
ấ
t kỳ tín hiệu nào từ quá trình.
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-6
1.3. Hệ thốn
g
điều khiển vòn
g
hở
g g
Thí dụ: hệ thống điều khiển vị trí anten
-Vị trí ban đầu: 00
-Vị trí mong muốn: 300
-Động cơ: 10/giây (ở điện áp định mức)
Để thực hiện chuyển động mong muốn, bộ điều khiển xuất ra một xung tín hiệu trong 30
giây.
Nếu động cơ làm việc chính xác, vị trí anten sẽ dừng chính xác ở 300.
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-7
1.3. Hệ thốn
g
điều khiển vòn
g
hở
Thí dụ: xét một hệ thống hở như sau:
g g
Xác định tốc độ của vật khi động cơ được cấp 12 V:
=
*
*
*
=
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-8
1.4. Hệ thốn
g
điều khiển vòn
g
kín
g g
Hệ thống điều khiển vòng kín là hệ thống mà trong đó tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào
ố ồ
sự sai lệch giữa tín hiệu mong mu
ố
n và tín hiệu phản h
ồ
i.
Ba thao tác chính của một hệ thống vòng kín
-Đo lường: đo giá trị của biến được điều khiển
-Ra quyết định: tính toán sai lệch và sử dụng giá trị sai lệch để ra quyết định điều khiển
-Tác động: sử dụng giá trị điều khiển để tác động những biến khác trong quá trình theo
hướng làm giảmgiátrịsai lệch
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-9
hướng
làm
giảm
giá
trị
sai
lệch
.
1.4. Hệ thốn
g
điều khiển vòn
g
kín
g g
ể ề ế ề ể ế ể
•Quá trình: đại diện cho quá trình vật lý bị ảnh hưởng bởi cơ cấu tác động.
•
Đ
i
ể
m đi
ề
u chỉnh, bi
ế
n được đi
ề
u khi
ể
n, bi
ế
n được đo, và đi
ể
m sai lệch.
©C.B. Pham Kỹthuậtđiềukhiểntựđộng 1-10