Tài liệu tham khảo [1] Phạm Công Ngô, Lý thuyết Điều khiển tự động,NXB KHKT, 2001 [2] Nguyễn Văn Hoà, Cơ sở Lý thuyết điều khiển tự động,NXB KHKT, 2001 [3] Nguyễn Thương Ngô, Lý thuyết Điều khiển tự động thông thường đại,NXB KHKT, 2005 [4] Nguyễn Thị Phương Hà, Điều khiển tự động,NXB KHKT, 1996 _Bài tập điều khiển tự động,NXBKHKT, 1996 Van Van Tuốc bin Van LỊ HƠI O2 T Máy tính Tín hiệu chủ đạo P Máy phát điện Khống chế tốc độ Đo thông số điện U, I Chương Mô tả toán học hệ thống điều khiển tự động CHƯƠNG I MƠ TẢ TỐN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂNTỰ ĐỘNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Điều khiển học khoa học nghiên cứu q trình thu thập, xử lý tín hiệu điều khiển lĩnh vực đời sống xã hội, khoa học công nghệ, môi trường Hệ thống điều khiển mà khơng có tham gia trực tiếp người trình điều khiển gọi điều khiển tự động Chương Mô tả toán học hệ thống điều khiển tự động 1.1.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tự động điển hình Một hệ thống ĐKTĐ gồm ba thành phần : • Đối tượng điều khiển (Object - O) • Thiết bị điều khiển (Controller - C): • Thiết bị đo lường (Measuring Device - M) Chương Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển tự động u : tín hiệu vào (input); y : tín hiệu (output) x : tín hiệu điều khiển tác động lên đối tượng (O) e : sai lệch điều khiển f : tín hiệu phản hồi Đại lượng cần điều khiển gọi đại lượng hệ thống ĐKTĐ Những tác động từ bên lên hệ thống gọi tác động nhiễu Có ba phương thức điều khiển phương thức điều khiển theo chương trình, phương thức bù nhiễu phương thức điều khiển theo sai lệch Trong kỹ thuật thường sử dụng phương thức điều khiển theo sai lệch, tín hiệu điều khiển sai lệch giá trị mong muốn giá trị đo đại lượng cần điều khiển Chương Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển tự động Hệ thống ĐKTĐ tồn hai trạng thái là: trạng thái xác lập (trạng thái tĩnh) trạng thái độ (trạng thái động) Lý thuyết điều khiển tự động tập trung mơ tả phân tích trạng thái q độ hệ thống Trạng thái xác lập đánh giá độ xác q trình điều khiển 1.1.2 Phân loại hệ thống điều khiển tự động Hệ thống ĐKTĐ phân làm hai loại chính, phụ thuộc vào tính chất phần tử hệ thống hệ thống tuyến tính hệ thống phi tuyến - Hệ tuyến tính hệ thống mà tất phần tử tuyến tính - Hệ phi tuyến hệ thống mà cần phần tử phi tuyến Chương Mơ tả toán học hệ thống điều khiển tự động Nội dung lý thuyết điều khiển tự động sâu nghiên cứu hệ tuyến tính Dựa vào tính chất truyền tín hiệu mà hệ thống tuyến tính lại phân làm hai loại hệ thống liên tục tuyến tính hệ thống rời rạc tuyến tính - Hệ thống liên tục tuyến tính tất tín hiệu xuất hệ thống tín hiệu liên tục theo thời gian - Hệ thống rời rạc tuyến tính cần tín hiệu xuất hệ thống tín hiệu rời rạc theo thời gian Tuỳ theo tính chất gián đoạn lượng ra, hệ gián đoạn phân chia thành loại: hệ thống ĐKTĐ xung, hệ thống ĐKTĐ kiểu rơ le hệ thống ĐKTĐ số Nếu phần tử gián đoạn có tín hiệu dạng mã số (gián đoạn theo mức theo thời gian), ta có hệ ĐKTĐ số Hệ thống ĐKTĐ số hệ chứa thiết bị số (các biến đổi A/D, D/A, máy tính điện tử (PC), vi xử lý Chương Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển tự động 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ ĐỘNG HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Các đặc tính quan trọng hệ thống điều khiển tự động bao gồm: đặc tính tĩnh, đặc tính động, đặc tính thời gian đặc tính tần số - Đặc tính tĩnh đưa quan hệ vào hệ th ống trạng thái xác lập, thể độ xác điều khiển hệ thống - Đặc tính động hệ thống thường mô tả hàm truyền đạt - Nếu thay p =j ω cơng thức tính hàm truyền đạt, ta nhận hàm truyền tần số từ khảo sát đặc tính động học hệ thống thơng qua đặc tính tần số Chương Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển tự động 1.2.1 Mô tả hệ thống miền thời gian 1.2.1.1 Hàm truyền đạt hệ thống Mối quan hệ vào – hệ thống ĐKTĐ thường biểu diễn thông qua hàm truyền đạt: Y (p) tín hiệu hệ thống U( p) tín hiệu vào hệ thống W (p) hàm truyền đạt hệ thống Định nghĩa: Hàm truyền đạt hệ thống tỉ số tín hiệu tín hiệu vào hệ thống biểu diễn theo biến đổi Laplace với điều kiện đầu triệt tiêu