ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ CÁC HỆ THỐNG RỜI RẠC CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ Trường Đại học Công nghiệp Hà nội Khoa Điện Lớp: Tự Động Hóa 2_K5 Nhóm Sinh viên thực hiện: 1. Trần Văn Đức 2. Trịnh Việt Đức 3. Hoàng Xuân Dũng 4. Ngô Chí Dũng 5. Vũ Mạnh Dũng 6. Vũ Trung Dũng 7. Tô Mạnh Duy 8. Đỗ Thanh Hà 1.1. Nhng khái niệm cơ bản 1.1.1.Phân loại tín hiệu và hệ thống, định nghĩa hệ thống điều khiển số Hệ thống điều khiển là tập hợp của các đối tợng có tác động qua lại, trong đó có đối tợng điều khiển, dẫn động, các cảm biến và thiết bị điều khiển ( bộ hiệu chỉnh). Việc trao đổi thông tin gia các thiết bị kể trên đợc thực hiện nhờ các tín hiệu. Ta phân biệt tín hiệu liên tục( tiếng Anh: continous-time) trên hinh 1.1a; tín hiệu liên tục đợc xác định tại các thời điểm bất kỳ trong khoảng thời gian cần xem xét nào đó và tín hiệu rời rạc( tiếng Anh: discrete-time) trên hinh 1.1b; tín hiệu rời rạc đợc xác định chỉ ở các thời điểm rời rạc t o , t 1 , t 2, TÝn hiÖu liªn tôc vµ rêi r¹c Tín hiệu rời rạc tÝn hiÖu liªn tôc Các hệ thống có thông tin trao đổi bên trong bởi các tín hiệu liên tục gọi là hệ thống tơng tự hoạc hệ thống liên tục. Hầu hết các đối tợng điều khiển mà ta thờng tiếp xúc trong hoạt động thực tiễn( ví dụ: tàu biển, máy bay, động cơ điện,) là liên tục. để mô tả động lực các đối tợng này th- ờng sử dụng phơng trinh vi phân. Trao đổi thông tin trong hệ thống rời rạc đợc thực hiện bởi các tín hiệu rời rạc mà ta có thể xem nh một dãy các số( dãy số). Một ví dụ điển hinh của hệ thống rời rạc ta dùng phơng trinh sai phân . Các phơng trinh sai phân xác định quy luật biến đổi các dãy số. Thuật ng hệ thống số - hệ thống điều khiển số( tiếng Anh: Sampled data systems) đợc ta gọi để chỉ các hệ thống mà ở đó bộ điều chính số đợc dùng để điều khiển các đối tợng liên tục. Vi các hệ thống liên tục - rời rạc hoạc tong tự số. Các hệ thống số là một lớp các hệ thống điều khiển đạc biệt. Do tồn tại các loại phần tử khác nhau(liên tục và rời rạc) nên rất khó để mô tả toán học các quá trinh xảy ra trong các hệ thống số. Phân tích và tổng hợp các hệ thống số trên cơ sở các phơng pháp kinh điển đã biết cho các hệ liên tục, rời rạc, về nguyên tac chỉ cho ta các kết quả gần đúng. Các hệ thống số có thể chia thành 2 lớp: hở và kín. Mục tiêu điều khiển trong cả hai trờng hợp: đảm bảo giá trị yêu cầu của đại lợng cần điều khiển( có thể là: hớng con tàu, tốc độ quay của tua bin, tốc độ quay của động cơ điện, dịch chuyển góc quay,) các nhiễu động các tác động cho trớc các tín hiệu điều khiển các đại lợng cần điều khiển Máy tính đối tợng 1.1.2. Các hệ thống hở và kín Hệ thống điều khiển số hở hệ thống số hở, máy tính chỉ nhận các tín hiệu lệnh( tác động cho trớc). Trên cơ sở đó tạo ra các tín hiệu điều khiển cho đối t- ợng. Sử dụng cách điều khiển( chơng trinh) đó chỉ có thể đối với tròng hợp khi mô hinh của quá trinh đã biết chính xác và giá trị của các đại lợng cần điều khiển hoàn toàn đợc xác định bởi tín hiệu điều khiển. Trong trờng hợp này không thể tính đến ảnh hởng của các nhiễu động và cũng không xác định đợc là đã đạt đợc mục tiêu điều khiển cha. Trong các hệ thống điều khiển số kín có thể sử dụng mạch phản hồi( liên hệ ngợc) nhờ vậy mà máy tính điều khiển nhận đợc thông tin về trạng tháI của đối tợng điều khiển, điều này cho phép tính đến một số các yếu tố cha biết trớc: sự hiểu biết cha chính xác về mô hinh của quá trinh và ảnh hởng của nhiễu động bên ngoài( nhiễu đo, tải của động cơ, gió, mômen cản,.). Do đó ở phần lớn các hệ thống điều khiển kỹ thuật đều sử dụng mạch phản hồi. Có thể đa vào máy tính kể cả thông tin về các nhiễu động đo đợc và điều đó cho phép tang chất lợng điều khiển ®èi tîng c¸c nhiÔu ®éng C¸c t¸c ®éng c¸c tÝn hiÖu c¸c ®¹i lîng cho tríc ®iÒu khiÓn cÇn ®iÒu khiÓn C¸c tÝn hiÖu ph¶n håi HÖ thèng ®iÒu khiÓn sè kÝn M¸y tÝnh C¸c c¶m biÕn [...]... sát hệ thống điều khiển số • Trong lí thuyết điều khiển hiện đại, tồn tại 3 phương pháp khảo sát hệ thống số [3,4]: • Các phương pháp dựa trên việc làm gần đúng hệ thống số thành hệ liên tục; • Các phương pháp dựa tren việc khảo sát mô hình rời rạc của hệ thống số Khi đó ta chỉ xem xét các giá trị tín hiệu ở thời điểm lượng tử hóa và bỏ qua các quá trình giữa các thời điểm lượng tử hóa; • Các phương... sử dụng các giá trị tương lai của tín hiệu vào và vì vây, luật điều khiển gọi là thực hiện được về kỹ thuật Điều này có nghĩa là luật điều khiển có thể thực hiện ở hệ thống thực tế mà không cần “dự đoán tương lai” 1.3.2 Các luật điều khiển số Luật điều khiển số( 1.5) được gọi là tuyến tính khi tất cả các đại lượng tham gia là tuyến tính, có nghĩa là các đại lượng chỉ đơn giản là nhân với hệ số cộng...Ở phần lớn các hệ thống điều khiển kỹ thuật đều sử dụng mạch phản hồi Có thể đưa vào máy tính kể cả thông tin về các nhiễu động đo được và điều đó cho phép tăng chất lượng điều khiển 1.1.3 Máy tính số • Ta xem xét chi tiết một máy tính trong thành phần của hệ điều khiển kín (hình 1.4) Từ đây về sau các tín hiệu liên tục biểu diễn bởi đường liền, còn tín hiệu rời rạc (các dãy số) - bằng các dấu chấm... của các tín hiệu thực không bằng 0 ở vùng tần số cao hơn tần số Niquist.vì vậy,do kết quả của hiệu ứng hấp thụ tần số mà các nhiễu tần số cao được biểu hiện ở tần số thấp .hệ thống thống điều khiển các đối tượng động học thông thường được xây dựng sao cho nó chỉ phản ứngđối với các nhiễu động tần số thấp và tần số trung bình.Do hiệu ứng hấp thụ tần số thì bộ hiệu chỉnh sẽ phản ứng với nhiễu cao tần và. .. pha 1.1.4 Các điểm đặc biệt của hệ thống số • • • • • Nét đặc trưng cơ bản là có sự tồn tại của máy tính trong hệ thống Các ưu điểm chính là: Sử dụng các trang bị tiêu chuẩn Không có tham số trôi Tăng sự tin cậy và ít sai số Thực hiện các luật điều khiển phức tạp như logic và thích nghi Mềm dẻo,dễ chuyển đổi thuật toán điều khiển • Như thường lê, vì các ưu điểm chúng ta sẽ phải trả... trường hợp này =1,8 và ws-w0=0,2 và vì vậy,ta không thể phân biệt được các tín hiệu g(t) bà g1(t) theo các giá trị đo rời rạc. Người ta nói rằng :tần số góc 0,2 hấp thụ tần số 1,8.Ở trong trường hợp tổn quát thì một tàn số w bất kỳ từ dải 0 w . chỉ các hệ thống mà ở đó bộ điều chính số đợc dùng để điều khiển các đối tợng liên tục. Vi các hệ thống liên tục - rời rạc hoạc tong tự số. Các hệ thống số là một lớp các hệ thống điều khiển. và hệ thống, định nghĩa hệ thống điều khiển số Hệ thống điều khiển là tập hợp của các đối tợng có tác động qua lại, trong đó có đối tợng điều khiển, dẫn động, các cảm biến và thiết bị điều. điều khiển Máy tính đối tợng 1.1.2. Các hệ thống hở và kín Hệ thống điều khiển số hở hệ thống số hở, máy tính chỉ nhận các tín hiệu lệnh( tác động cho trớc). Trên cơ sở đó tạo ra các