Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 1 Bài 1. Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động I. Mục đích. Sử dụng Matlab để phân tích hệ thống : - Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian, trong miền tần số của các khâu động học cơ bản. - Xác định hàm truyền tương đương của hệ thống. - Khảo sát các đặc tính của hệ thống kín và hệ thống hở. II. Nội dung. 1. Khảo sát các đặc tính của các khâu động học cơ bản. 1.1. Khâu tích phân Hàm truyền đạt của khâu tích phân W(s)= Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian và các đặc tính trong miền tần số trong 2 trường hợp K=5, K=20. a. K=5. >>w = tf(5,[1 0]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 2 b. K=20. >>w = tf(5,[1 0]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 3 1.2. Khâu vi phân thực tế. Hàm truyền: W(s) = Với K = 20; T = 0.1 >> w = tf([20 0],[0.1 1]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) 1.3. Khâu quán tính bậc nhất. Hàm truyền : W(s) = a. Với K = 20; T = 50 >> w = tf(20,[50 1]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) >>step(w) % Xac dinh cac tham so K va T tu do thi ham qua do bang cach ve tiep tuyen tai 0 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 4 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 5 b. Với K = 20; T = 100 >> w = tf(20,[100 1]); >> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w) >>step(w) % Xac dinh cac tham so K va T tu do thi ham qua do bang cach ve tiep tuyen tai 0 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 6 1.4. Khâu bậc hai. Hàm truyền: W(s) = Với K = 20; T = 10; d lấy các giá trị : d1 = 0, d2 = 0.25, d3 = 0.5, d4 = 0.75, d5 = 1. Khảo sát các đặc tính a. Hàm step(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> step(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> step(w) >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> step(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> step(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> step(w) >> hold off Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 7  Nhận xét ảnh hưởng của độ suy giảm d đến đặc tính quá độ của khâu bậc 2 : Qua đồ thị hàm step(w) ở trên ta thấy khi d thay đổi từ 0 đến 1 : - Biên độ dao động của hàm quá độ càng giảm. - Thời gian dao động giảm , khâu đạt được trạng thái xác lập nhanh hơn. => Hệ số suy giảm d tăng ảnh hưởng tích cực đến hệ thống. b. Hàm impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> impulse(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> impulse(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> impulse(w) >> hold off Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 8 c. Hàm nyquist(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> nyquist(w) Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 9 >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> nyquist(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> nyquist(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> nyquist(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> nyquist(w) >> hold off d. Hàm bode(w) >> w = tf(20,[100 20*0 1]); >> bode(w) >> hold on >> w = tf(20,[100 20*0.25 1]); >> hold on >> bode(w) >> w = tf(20,[100 20*0.5 1]); >> bode(w) >> w = tf(20,[100 20*0.75 1]); >> bode(w) >> w = tf(20,[100 20*1 1]); >> bode(w) >> hold off Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 10 2. Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống. [...]... sát các đặc tính a Các đặc tính trong miền thời gian của hệ thống kín >> ltiview({'step','impulse'},Gk) nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 11 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN b Các đặc tính trong miền tần số của hệ thống hở >> ltiview({'nyquist','bode'},Gh) nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 12 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN 3 Khảo sát các đặc tính của hệ thống Cho hệ thống : -. .. 22 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN + K=0.15 >> Wh=0.15*W1*W2; >> ltiview({'nyquist','bode'},Wh)  Nhận xét : Các đặc tính trong miền tần số của hệ hở : - K < Kgh : điểm (-1 , j0) nằm ngoài đường đặc tính tần số - K = Kgh : điểm (-1 , j0) nằm trên đường đặc tính tần số - K > Kgh : điểm (-1 , j0) nằm trong đường đặc tính tần số nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 23 Báo cáo lý thuyết điều khiển. .. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I >> ltiview({'step','impulse'},Wk) nang_trong_dem_90@yahoo.com ĐHBKHN % Cac dac tinh trong mien thoi gian cua he thong kin Page 17 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN  Nhận xét về các đặc tính trong miền thời gian và miền tần số khi K thay đổi - Các đặc tính trong miền tần số : dạng đặc tính ko thay đổi - Các đặc tính trong miền thời gian : + K=8 : hệ. .. 19 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN + Hệ thống ở biên giới ổn định K = Kgh : K= 0.11 >> Wk=feedback(0.11*W1,W2); >> ltiview({'step','impulse'},Wk) + Hệ thống không ổn định K > Kgh : K=0.15 nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 20 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN >> Wk=feedback(0.15*W1,W2); >> ltiview({'step','impulse'},Wk)  Nhận xét : Các đặc tính trong miền thời gian của hệ kín... nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 28 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN c Chỉnh định các thông số của bộ PID ( độ quá điều chỉnh < 25%) Chọn Kp = 0.036, KI = 0.0004, KD = 0.54 => Độ quá điều chỉnh của hệ thống nhỏ hơn so với trường hợp trước Bài 4 Hệ thống điều khiển trong không gian trạng thái I Mục đích Khảo sát hệ thống điều khiển trong không... in the graphics window selected_point = 0.0092 + 3.0551i nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 18 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN K= 0.1098 p= -6 .7481 -0 .0010 + 3.0597i -0 .0010 - 3.0597i b Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian của hệ kín và trong miền tần số của hệ hở khi K thay đổi Hệ kín + Hệ thống ổn định K < Kgh : K= 0.009 (chỉ tiêu chất lượng ≤ 20% ) >> W1=tf(25,conv([2 1],[0.2 1]));... nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 25 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN Vậy sau khi hiệu chỉnh bộ PID, hệ thống có chất lượng tốt hơn trước : + Độ quá điều chỉnh : 23% + Thời gian quá độ : 431s Bài 3 Ứng dụng Simulink để tổng hợp hệ thống điều khiển tự động I Mục đích Xây dựng mô hình hệ thống, tiến hành mô phỏng để xem xét ảnh hưởng của bộ điều khiển đến... định + K=17.564411 : hệ ở biên giới ổn định + K=20 : hệ không ổn định Bài 2 Ứng dụng Matlab khảo sát tính ổn định và chất lượng của hệ thống I Mục đích - Xác định Kgh của hệ thống theo điều kiện ổn định - Khảo sát đặc tính của hệ thống tuyến tính có hệ số khuếch đại K thay đổi - Hiệu chỉnh bộ PID để nâng cao chất lượng hệ thống II Nội dung 1... Khảo sát mô hình điều khiển nhiệt độ dùng phương pháp Ziegler-Nichols (điều khiển PID) Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển nhiệt độ PID - Tín hiệu đặt vào là hàm bậc thang u(t)=100 - Bộ điều khiển PID có các thông số cần tính toán - Transfer Fcn – Transport Delay : mô hình lò nhiệt tuyến tính hóa a Tính các giá trị thông số Kp, KI, KD của khâu PID theo phương pháp ZieglerNichols từ các thông số L,... về dạng : Chạy mô phỏng và lưu đáp ứng của tín hiệu ở Scope ta thu được đồ thị quá trình quá độ nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 31 Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN => Giống với đồ thị hàm quá độ đã vẽ được ở câu trên 6 Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái để hệ kín nhận các điểm s = -1 , s = -2 , s = -1 8 làm các điểm cực >> K=acker(A,B, [-1 -2 -1 8]) % Tim ma tran phan hoi trang thai . Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 1 Bài 1. Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động I. Mục đích. Sử dụng Matlab để phân tích hệ thống. - Khảo sát các đặc tính trong miền thời gian, trong miền tần số của các khâu động học cơ bản. - Xác định hàm truyền tương đương của hệ thống. - Khảo sát các đặc tính của hệ thống kín và hệ. off Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động I ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 10 2. Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống. Báo cáo lý thuyết điều khiển tự động