tiểu luận kỹ THUẬT điều KHIỂN tự ĐỘNG

Câu 1 CLO1:Trong thời đại ngày nay, các hệ thống điều khicn tự động đỏng vai trò quan trọng trong sựphát triên của các ngành kỳ thuật công nghệ.. Một hệ thống điều khiển bao gồm nhừng th

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

LÊ NHẤT GIA

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Môn thi: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

LỚP: DHDTVT15A-420300068701

TIỂU LUẬN THI CUỐI KỲ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021

THONG TIN CHUNG

LÊ NHẤT GIA

MỤC LỤC

MỤC LỤC 3

BÀI TẬP I 4 BÀI TẬP 2 6 Câu 1 7

Câu 2 8

Câu 3 9

Câu 4 10

Câu 5 11

Câu 6 13

Câu 7 16

Câu 8 1Error! Bookmark not deíined. Câu 9 21

Câu 1 (CLO1):

Trong thời đại ngày nay, các hệ thống điều khicn tự động đỏng vai trò quan trọng trong sựphát triên của các ngành kỳ thuật công nghệ Anh/chị hãy trình bày hiêu biêt của mình veđiều khiên tự động Một hệ thống điều khiển bao gồm nhừng thành phần cơ bản nào? Hãynêu một ví dụ trong thực tế (Không dùng ví dụ trong giáo trình «Lý thuyết đicu khiên tựđộng»-Nguyền Thị Phương Hà, NXB Đại học Quốc gia TP nồ Chí Minh) đe minh họamột hệ thống điều khiên

Bài làm:

, , ,

Điều khiển là quá trình thu nhập thông tin , xử lý thông tin và tác động lên hệ

thống để đáp ứng của hệ thống "gần" với mục đích định trước ( bám đuổi kịp mục đích điều khiển và theo sát yêu cầu thiết kế) Điều khiển tự động là quá trình điều khiển không cần sự tác động của con người

Ưu điểm chính của tự động hóa là:

• Tăng thông lượng hoặc năng suất.

• Cải thiện chất lượng hoặc tăng khả năng dự báo về chất lượng.

• Cải thiện mạnh mẽ (thống nhất), quy trình hay sản phẩm.

• Tăng tính nhất quán của đầu ra.

• Giảm chi phí nhân công trực tiếp và chi phí nhân lực.

Một hệ thống điều khiển gồm có các thành phần cơ bản :

-Đối tượng điều khiển

-Thiết bị đo lường (cảm biến)

-Bộ điều khiển và cơ cấu chấp hành, cùng với các đường truyền tín hiệu(

dậy hoặc không dây

Điều khiển tự động hiện nay được áp dụng nhiều và rộng rãi trong thực

tế ví dụ như máy lấy đồ tự động :

Chữ sơ đồ khôi của hệ điều khièn chát lõng được mò tã trên hình 1

ÍƯ ~ lã hàm truyền cùa bể chẩt lóng, -Vlã 5ổ lói vào (sổ lỗ hẩp nạp

nhiên liệu), ũ lã thông số cúa hệ thống G,(j) là hàm truyền cúa khâu hiệu chinh (bộ điểu

khiénỊ sinh viên tĩnh toàn cãc yêu câu tứ 1 - 8 và kiêm chứng bằng phán mèm Matlab cãc

yêu câu tữ 1 - 7.

Trước khi hiệu chinh Gz(r) = 1

1 Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống: (CLO2)

2 Tìm đáp ững quá độ c(t) cũa hệ thòng khi tin hiệu vào là hãm nâc đơn vị:

3 Mô tã hệ thông băng phương trinh trạng thải: (CLOĨ)

4. Kháo sãt tinh ổn định cùa hệ thống (CLO5)

5. Khảo sãt chảt lượng cũa hệ thong bao gồm: Độ vọt là, thời gian xác lập, sai

sơ xác lặp đổi vởi tín hiệu vào lã hàm nắc đơn vị (CLO5)

Giã sữ khâu hiệu G. (í) = ——- là khâu tích phân bậc 1 có thời hãng T

ú Vẽ quỹ đạo nghiệm sô cũa hệ thống khi K thay đôi (CLO5)

7 Thiểt kể khâu hiệu chinh G, (5) 530 cho hệ thống kín cô độ vọt lổ nhô hơn

POP-, thời gian xãc lập nhỏ hơn Èưvà cực ĩhữ 3 tại íj.

8 Thiết kể Gj» là khâu hiệu chinh PHD sao cho hệ thống kín có độ vọt lố nhô

hơn POT f , thời gian xãc lập nhô hơn &jvà cực thử 3 tạĩ Sj Đành giá lại chất lượng của hệ thống trong hai trường hợp hiệu chinh tữ đõ rút ra kết luận.

(CLO4)

Trong đủ G(í) =

Hình 1

9 Đe xuất sơ đồ điều khiển hệ thong rời rạc cho hệ thổng ỉ với thỡi gian

lẩy mẫu là 73 Tỉm hãm truyền tương đương chữ hệ thống rỡi rạc đó.(CLO4)

Câu 2: Tìm đáp ứng quá độ c(t) của hệ thống khi tín hiệu vào là hàm nấc đơn vị:

C(t)=40 t — 8 + 8e-5t

Câu 3: M ô tả hệ thống bằng phương trình trạng thái

Câu 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống:

Vì các phần tử ở cột 1 bảng Routh đều dương nên tất cả các nghiệm của phương

trình đặc tính điều nằm bên trái mặt phẳng phức Do đó hệ thống ổn định

Câu 5: Khảo sát chất lượng của hệ thống:

Khảo sát bằng phần mềm MATLAB

Sơ đồ khối Simulink

c _max

Nhìn vào tín hiệu ra ta có : cmax=1,58 , cxl=1

Câu 6: Vẽ quỹ đạo nghiệm số khi K thay đôi:

0 -1 -5

■=> Hệ số khuếch đại giới hạn là Kg h = 0.15

Thay Kg h = 0.15 vào ptrinh (**):

Ta có sơ đồ của quỹ đạo nghiệm số như sau: /

-Vẽ PA là phân giác của góc OPx

)

+ 72 )

2

28.15 8

200 (-10,5 + 10,7j)(-10,5 + 10,7j + 5)

Gc(s) =1.66

-^-8-v 7 s + 28,15

Khảo sát bằng phần mềm Matlap:

Câu 8:

Theo yêu cầu thiết kế ta có:

— , $\ < ln0,1 = -2,303V1 $

— 1,364$ >7 1 - $2

— 2,86$2> 1

— $ > 0,591Chọn $ = 0,6

Cân bằng hệ số giữa phương trình (1) và (2) ta được:

'5 + 200KD = 36

< 200KP = 497,764

200KJ = 3555,28Giải hệ phương trình trên ta được:

'KD = 0,155

K = 2,489

K = 17,776Vậy hàm truyền đạt của khâu hiệu chỉnh PID cần thiết kế là:

Theo đề bài ,em đề xuất sơ đồ điều khiển hệ thống rời rạc như sau:

Ta có hàm truyền đạt tương đương của hệ thống hở là: