Thông tin tài liệu
Môn học Môn học
CƠ SỞ TỰ ĐỘNGCƠ SỞ TỰ ĐỘNG
Biên son: TS. Hunh Thái Hồng
B mơn đi
u khi
n t đng
Khoa in – in T
i hc Bách Khoa TPHCM
Email: hthoang@hcmut.edu.vn
Homepage: www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
Ging viên: HTHồng, NVHo, NHồng, BTHuyn, HHPhng, HMTrí
9 September 2011 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 1
Chương 5Chương 5
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNGĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂNHỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 2
Ca
ù
c
tie
â
u
chua
å
n
cha
á
t
lương
Nội dung chương 5Nội dung chương 5
Cac
tieu
chuan
chat
lươ
ï
ng
Sai số xác lập
Đáp ứng quá độ
Cù
iâ
hå
ái
hù
đù
ù
ù
đä
C
a
ù
ct
i
e
â
uc
h
ua
å
nto
ái
ưu
h
o
ù
a
đ
a
ù
pư
ù
ng qua
ù
đ
o
ä
Quan hệ giữa chất lượng trong miền tần số và chất lượng trong
miền thời gian
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 3
åáåá
Caùc tieâu chua
å
n cha
á
t löôïngCaùc tieâu chua
å
n cha
á
t löôïng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 4
Các tiêu chuẩn chất lượngCác tiêu chuẩn chất lượng
Sai so
á
xa
ù
clậpSai so
á
xa
ù
clập
Sai
so
xac
lậpSai
so
xac
lập
y
ht
(t)
r
(
t
)
e
xl
r
(
t
)
(
t
)
e
Y(s)
Y
ht
(s)
t
0
e
(
t
)
e
x
l
Sai số: là sai lệch giữa tín hiệu đặt và tín hiệu hồi tiếp.
)
(
)
(
)
(
t
y
t
r
t
e
h
)
(
)
(
)
(
s
Y
s
R
s
E
h
Sai số xác lập: là sai số của hệ thống khi thời gian tiến đến vô
cùn
g
.
)
(
)
(
)
(
t
y
t
r
t
e
ht
)
(
li
)
(
)
(
)
(
s
Y
s
R
s
E
ht
)
(
li
E
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 5
g
)
(
li
m
0
t
ee
t
xl
)
(
li
m
0
ss
E
e
s
xl
Các tiêu chuẩn chất lượngCác tiêu chuẩn chất lượng
Đa
ù
pư
ù
ng qua
ù
độ:Đa
ù
pư
ù
ng qua
ù
độ:
Độ vot lo
á
Độ vot lo
á
Hiện tượng vọt lố: là hiện tượng đáp ứng của hệ thống vượt quá
g
iá tr
ò
xác la
äp
của nó.
Đap
ưng
qua
độ:
Đap
ưng
qua
độ:
Độ
vo
ï
t
lộ
vo
ï
t
lo
g
ò
äp
y(t)
vọt lố
y(t)
y
max
y
max
y
xl
y
xl
y
xl
y
max
y
xl
c
xl
Độ
vot
lo
á
:
(Percent
of
Overshoot
–
POT)
la
ø
đai
lương
đa
ù
nh
gia
ù
t
0
k
hông vọt lo
á
t
0
Độ
vo
ï
t
lo
:
(Percent
of
Overshoot
–
POT)
la
đa
ï
i
lươ
ï
ng
đanh
gia
mức độ vọt lố của hệ thống, độ vọt lố được tính bằng công thức:
%
100
max
xl
y
y
POT
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 6
%
100
max
xl
xl
y
y
y
POT
Các tiêu chuẩn chất lượngCác tiêu chuẩn chất lượng
Đa
ù
pư
ù
ng qua
ù
độ:Đa
ù
pư
ù
ng qua
ù
độ:
Thơ
ø
igianqua
ù
độThơ
ø
igianqua
ù
độ
Thơ
ø
igianle
â
nThơ
ø
igianle
â
n
Thời gian quá độ (t
qđ
): là thời gian cần thiết để sai lệch giữa đáp
ứn
g
của he
ä
thốn
g
và
g
iá tr
ò
xác la
äp
của nó khôn
g
vươ
ï
t
q
uá
%.
Đap
ưng
qua
độ:
Đap
ưng
qua
độ:
Thơi
gian
qua
độ
Thơi
gian
qua
độ
––
Thơi
gian
lenThơi
gian
len
g
ä
g
g
ò
äp
g
ï
q
% thường chọn là 2% (0.02) hoặc 5% (0.05)
Thời gian lên (t
r
): là thời gian cần thiết để đáp ứng của hệ thống
á
tăng từ 10% đe
á
n 90% giá trò xác lập của nó.
y(t)
y(t)
(1+
)c
xl
(1
) c
xl
c
xl
c
xl
0.9c
xl
t
0
t
0.1c
xl
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 7
0
t
qđ
0
t
r
áá
Sai so
á
xaùc laäpSai so
á
xaùc laäp
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 8
Sai số xác lậpSai số xác lập
Bie
å
u thư
ù
csaiso
á
xa
ù
clậpBie
å
u thư
ù
csaiso
á
xa
ù
clập
Bieu
thưc
sai
so
xac
lậpBieu
thưc
sai
so
xac
lập
C(s)
)()(1
)(
)(
sHsG
sR
sE
Ta có:
)
(
)
(
1
)(
lim)(lim
0
0
s
H
s
G
ssR
ssEe
s
s
xl
Suy ra:
)
(
)
(
1
0
0
s
H
s
G
s
s
Nhận xét: sai số xác lập không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc và
th â
á
û
hä
th á
ø
ø
h
th ä
ø
tí
hi ä
ø
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 9
th
o
â
ng so
á
cu
û
a
h
e
ä
th
o
á
ng ma
ø
co
ø
np
h
ụ
th
uo
ä
cva
ø
o
tí
n
hi
e
ä
uva
ø
o.
Sai số xác lậpSai số xác lập
Sai so
á
xa
ù
c lập khi tín hiSai so
á
xa
ù
c lập khi tín hi
uva
ø
ola
ø
ha
ø
mna
á
cuva
ø
ola
ø
ha
ø
mna
á
c
Sai
so
xac
lập
khi
tín
hiSai
so
xac
lập
khi
tín
hi
u
vao
la
ham
nac
u
vao
la
ham
nac
Nếu tín hiệu vào là hàm nấc đơn vò:
ssR /1)(
1
p
xl
K
e
1
1
với )()(lim
0
sHsGK
s
p
(hệ số vò trí)
(
)
(
)
y
ht
(
t
)
y
ht
(
t
)
1 1
0
t
G
(
s
)
H
(
s
)
kho
â
ng co
ù
kha
â
u
0
t
G
(
s
)
H
(
s
)
co
ù
ít nha
á
t 1 kha
â
u
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 10
G
(
s
)
H
(
s
)
khong
co
khau
tích phân lý tưởng
G
(
s
)
H
(
s
)
co
ít
nhat
1
khau
tích phân lý tưởng
[...]... ứng quá độ Hệ bậc cao Hệ bậc cao có nhiều hơn 2 cực p g Nếu hệ bậäc cao có 1 cặëp cựïc phức nằm gần trụïc ảo hơn so với các cực còn lại thì có thể xấp xỉ hệ bậc cao về hệ bậc 2 Cặp cực phức nằm gần trục ảo nhất gọi là cặp cực quyết đònh của hệ bậc cao Im s y(t) Đáp ứng hệ bậc cao Re s 0 Đáp ứng hệ bậc 2 với cặp cực quyết đònh t 0 Hệ bậc cao có nhiều hơn 2 cực co nhieu cưc 9 September 2011 Hệ bậc cao... Nếu mẫu số hàm truyền hệ kín có dạng như bảng trên và tử số n hàm truyền hệ kín của hệ bậc n là n thì đáp ứng quá độ của hệ thong la toi thống là tối ưu và sai số xác lập bằng 0 va so xac bang 0 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 31 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ Đap ưng tối Đáp ứng toi ưu theo chuẩn ITAE chuan y(t) Hệ b H ä bậäc 1 Hệ bậc 2 Hệ bậc 3 Hệ bậc 4 t 0 9 September... khau phân va số xac Tùy theo số khâu tích phân lý tưởng có trong hàm truyền G(s)H(s) mà các hệ số Kp, Kv, Ka có giá trò như sau: Nhận xét: Muốn exl của hệ thống đối với tín hiệu vào là hàm nấc bằng 0 thì hàm truyền G(s)H(s) phải có ít nhat 1 khau tích phan ly tưởng phai co nhất khâu phân lý tương Muốn exl của hệ thống đối với tín hiệu vào là hàm dốc bằng 0 thì hàm truyền G(s)H(s) phải có ít nhất 2 khâu... quán tính bậc 1 đạt 63% giá trò xác lập Cực thực ( 1/T) càng nằm xa trục ảo thì thời hằng T càng nhỏ, hệ thống đáp ứng càng nhanh Thờ i Th øi gian quáù đ ä củûa h ä quáùn tính b äc 1 l ø: độ hệ í h bậ là t qđ T ln 1 với = 0.02 (tiêu chuẩn 2%) hoặc = 0.05 (tiêu chuẩn 5%) 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 17 Đáp ứng quá độ Quan hệ giữa vò trí cực va đáp ứng hệ quan tính bậc 1 giưa... © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 34 Quan hệ giữa đặc tính tần số và sai số xác lập R(s) R( ) + G(s) C(s) C( ) Sai số xác lập của hệ kín chỉ phụ thuộc vào biên độ ở miền tần số thấp của hệ hở, không phụ thuộc vào biên độ ở miền tần số cao Hệ hở có biên độ ở miền tần số thấp càng cao thì hệ kín có sai số xác lập càng nhỏ Trường hợp đặc biệt nếu hệ hở có biên độ ở tần số thấp vô cùng lơn lớ thì... thấp vô cùng lơn lớ thì h ä kí có sai số xac l äp b è 0 đ ái vơi tí hi äu vao l ø h ø hệ kín i ù lậ bang đoi ới tín hiệ ø la ham nấc 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 35 Quan hệ giữa đặc tính tần số và chất lượng quá độ R(s) R( ) + G(s) Y(s) Y( ) băng thông của hệ kín xấp xỉ tần số cắt biên của hệ hở 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 36 ... = 0, đáp ứng của hệ là dao động không suy giam ới tan so giảm vơi tần số n n gọi là tần số dao động tự nhiên Nếáu 0< . T. Hồng - ÐHBK TPHCM 1
Chương 5Chương 5
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNGĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂNHỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/. độ
Cù
iâ
hå
ái
hù
đù
ù
ù
đä
C
a
ù
ct
i
e
â
uc
h
ua
å
nto
ái
ưu
h
o
ù
a
đ
a
ù
pư
ù
ng qua
ù
đ
o
ä
Quan hệ giữa chất lượng trong miền tần số và chất lượng trong
miền thời gian
9 September 2011 © H. T. Hồng
Ngày đăng: 17/02/2014, 18:20
Xem thêm: Tài liệu Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển doc, Tài liệu Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển doc