KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ GVHD: Trần Xuân Tùy KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ Điều khiển gì? Điều khiển trình thu thập thông tin, xử lý thông tin tác động lên hệ thống để đáp ứng hệ thống “gần” với mục đích định trước Điều khiển tự động q trình điều khiển khơng cần tác động người KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ Tại cần phải điều khiển? Có hai lý người khơng thỏa mãn với đáp ứng hệ thống muốn hệ thống hoạt động tăng độ xác, tăng suất, tăng hiệu kinh tế KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC MƠ HÌNH ỨNG DỤNG, HỆ KÍN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Hệ thống điều khiển tự động tập hợp thành phần vật lý có mối liên quan tác động qua lại lẫn nhau, để huy, hiệu chỉnh thân điều khiển hệ thống khác KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG u e X C x f M O y KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG u e X C x O y f M u: Tín hiệu vào y: Tín hiệu e: Tín hiệu so sánh x: Tín hiệu tác động vào đối tượng điều khiển f: Tín hiệu phàn hồi KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG u e X C x f M O y KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG C Thiết bị điều khiển ( Controller ) Thiết bị điều khiển đa dạng, mạch RC, mạch khuếch đại thuật toán, mạch xử lý hay máy tính PC Trước điều khiển PID, thực mạch rời Gần phát triển lý thuyết điều khiển rời rạc kỹ thuật vi xử lý điều khiển thực thi chương trình phần mềm chạy vi xử lý hay máy tính KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Xy lanh thủy lực x m Mơ hình vật lý: A dx dp  p Mơ hình tốn: Q Qv  Qc  Q  A  C dt dt Ap Fqt  Fms  FL KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Xy lanh thủy lực Phương trình Laplace: Q(s) = A.s.x(s) + ( C.s +  ).P(s) A.P(s) = ( m.s2 + f.s ).x(s) + FL(s) KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Xy lanh thủy lực Sơ đồ khối: A.s Q(s) K(s) C.s+λ FL(s) A H(s) E(s) ms  fs x(s) KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Xy lanh thủy lực Hàm truyền: x( s ) A  2 Q( s ) Cms  (m  Cf ) s  (f  A ) s Kn  2 n s s  s 1 n n KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Với Xy lanh thủy lực f  A CH Tần số riêng n   c.m m f  A CH  Độ cứng thủy lực c m  cf n  n Hệ số tắt dần 2 f  A A Kn  Hệ số khuếch đại f  A KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mô tơ thủy lực PT cân LL: Q= Q+ Qc + Qʎ = Dm.+ C + P D0m.P = J + f KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mơ tơ thủy lực Phương trình laplace: Q(s) = Dm.(s) + (C.s + ).P(s) D0m.P(s) = (J.s + f).(s) Sơ đồ khối: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mô tơ thủy lực Hàm truyền: x( s ) Q( s) Kn  2 n s s  s 1 n n KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mô tơ thủy lực Với f  Dm Dm C mH Tần số riêng n   c.J J f  Dm Dm Độ cứng thủy lực CH  c J  cf n  n Hệ số tắt dần f  Dm Dm Dm Kn  f  Dm Dm Hệ số khuếch đại KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mơ hình cơng nghệ chế biến hóa học PT cân lưu lượng: Q0 = Q1 + A1 Q1 = Q2 + A2 Q2=0 PT liên quan đến áp suất: P1 – P2 = γgh1 – γgh2 = h1 – h2 = Q1.R1 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mơ hình cơng nghệ chế biến hóa học PT biến đổi hàm laplace Q0(s) = Q1(s) + A1.s.h1(s) Q1(s) = A22(s) h1(s) – h2(s) = Q1(s).R1 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mơ hình cơng nghệ chế biến hóa học Sơ đồ khối: s KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Mơ hình cơng nghệ chế biến hóa học Hàm truyền: Hàm truyền vận tốc A KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Hệ truyền động bánh KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HÀM TRUYỀN CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU THƯỜNG GẶP Hệ truyền động bánh Sơ đồ khối: J1S+f1 C1(S) -1 N J2S+f2 -1 N �1(S) ... KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Hệ thống điều khiển mực chất lỏng KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ... phàn hồi KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG u e X C x f M O y KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG C... ĐỘNG Hệ thống điều khiển mực chất lỏng KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ KHÍ CÁC PHƯƠNG PHÁP MƠ TẢ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG CÁC LĨNH VỰC CƠ