BÀI TẬP LỚN MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG DÙNG MÁY TÍNH KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

BÀI TẬP LỚN MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG Sinh viên Bùi Quang Huy Lớp ĐTĐ57 ĐH MSV 67034 Đề Dùng máy tính khảo sát quá trình quá độ của hệ thống điều khiển tự động Cho hệ thống điều khiển tự động có sơ đồ cấu trúc như sau Thông số K1 =50; K2 =0 2; T1 =0,2; T2 =0,1s Nhiệm vụ của sinh viên 1) Viết phương trình sai phân Hàm truyền kín của hệ thống W = = Thay s = vào hàm truyền của hệ thống ta được W(z) = Trong đó A = 4 + 8T + K1K2 T2 B = 8 16T + 2K1K2 T2 C = 4 + 8T + K1K2 T2 U(t) = 1 Ta có Az2 + Bz + C = K1.

Nhiệm vụ của sinh viên:

1) Viết phương trình sai phân

Thay s = T2 z−1 z+1 vào hàm truyền của hệ thống ta được:

2 Viết phương trình mô phỏng

'Khai bao bien dung trong chuong trinh'

Dim Y() As Double

Public i, k As Long

Public Ymax, Yod, Tmax, Tod, DQDC As Double

Public n, j, p As Double

Public K1, K2, A, B, C, D, T As Double

Public dem, dem1, dem2, dem3 As Integer

'Chuong trinh chay ngay khi nhan nut Run'

Private Sub Form_Load(

'Code Khao sat he thong'

Public Sub KhaoSat()

Ymax = Yod = Tmax = Tod = DQDC = 0

'Lay cac gia tri cua he thong nhap tu man hinh'

'Cac gia tri duoc tinh toan tu phuong trinh sai phan'

'Tinh cac y(k)'

'Do PTSP bat dau tu phan tu y(k) thu 3, nen vong lap se lay i'

For i = 0 To k * 0.1

'Lan luot tinh tung gia tri y(k)'

Y(i + 2) = (-B * Y(i + 1) - C * Y(i) + D) / A

'Neu gia tri sau lon hon gia tri Ymax thi gia tri do se tro thanh Ymax'

If Ymax < Y(i) Then

'Gia tri Yod duoc xac dinh bang cach co gia tri s > 0,'

'thay s = 0 vao ham truyen dat G(s) ban dau, thu duoc cong thuc Yod'

Yod = 1 / K2

j = Ymax

i = k

'Khi gia tri Yod dat den duoi 5% Yod thi diem do la gia tri Tod tren truc time'

Do While Abs(Y(i) - Yod) / Yod <= 0.05

i = i - 1

Loop

n = i

Tod = n * T

'Tinh toan do qua dieu chinh'

DQDC = (Abs(Ymax - Yod) / Yod) * 100

text_Tmax = Round(Tmax, 3) & " (s)"

text_Tod = Round(Tod, 3) & " (s)"

've hai truc'

'viet dai luong truc'

'Khac truc toa do y'

For i = -j * 0.6 To j + j / 4 Step j / 8 'Khac truc y' Picture1.Line (0, i)-(-0.01 * k, i)

Next

End If

End Sub

'Code Ve do thi'

Public Sub Vedothi()

Dim time As Integer

'Thoi gian the hien dac tinh bang so diem ve x thoi gian trich mau' time = Text13

Text6.Text = time * T & " (s)"

Picture1.Line (0, Yod + Yod * 0.05)-(k, Yod + Yod * 0.05)

Picture1.Line (0, Yod - Yod * 0.05)-(k, Yod - Yod * 0.05)

Picture1.Line (0.85 * k, Yod + Yod * 0.05)-(0.85 * k, Yod + j / 4)

Picture1.Line (0.85 * k, Yod - Yod * 0.05)-(0.85 * k, Yod - j / 4)

'Mui Ten'

Picture1.Line (0.85 * k, Yod + Yod * 0.05)-(0.84 * k, Yod + Yod * 0.08) Picture1.Line (0.85 * k, Yod + Yod * 0.05)-(0.86 * k, Yod + Yod * 0.08) Picture1.Line (0.85 * k, Yod - Yod * 0.05)-(0.84 * k, Yod - Yod * 0.08) Picture1.Line (0.85 * k, Yod - Yod * 0.05)-(0.86 * k, Yod - Yod * 0.08)

'The hien chu DQDC'

Picture1.CurrentX = 0.88 * k

Picture1.CurrentY = Yod + j / 4

Picture1.Print "DQDC"

Picture1.Line (0, Ymax)-(Tmax, Ymax)

Picture1.Line (Tmax, Ymax)-(Tmax, 0)

Picture1.Line (0, Yod - Yod * 0.05)-(k * T, Yod - Yod * 0.05)

Picture1.Line (Tod, Y(n))-(Tod, 0)

Picture1.Line (0.85 * k * T, Yod + Yod * 0.05)-(0.84 * k * T, Yod + Yod *0.08)

Picture1.Line (0.85 * k * T, Yod + Yod * 0.05)-(0.86 * k * T, Yod + Yod *0.08)

Picture1.Line (0.85 * k * T, Yod - Yod * 0.05)-(0.84 * k * T, Yod - Yod *0.08)

Picture1.Line (0.85 * k * T, Yod - Yod * 0.05)-(0.86 * k * T, Yod - Yod *0.08)

Private Sub Luoi_Click()

Call KhaoSat

Call Vetruc

Call Vedothi

End Sub

'Khi tick chon Truc (t)'

Private Sub TrucTG_Click()

Call KhaoSat

Call Vetruc

Call Vedothi

End Sub

'Khi tick chon Chi tieu chat luong'

Private Sub ChiTieuCL_Click()

Call KhaoSat

Call Vetruc

Call Vedothi

End Sub

'Khi chon In ket qua'

Private Sub Print_Click()

If dem = 0 Then

MsgBox "Chua co ket qua mo phong!" & vbCrLf & " An nut 'Ve' de lay ket qua

mo phong", vbOKOnly, "Error!"

Else

Form2.Text1.Text = ""

Form2.Show

End If

End Sub

'Khi thuc hien lenh Ve dac tinh'

Private Sub Ve_Click()

If Text1.Text = "" Then

MsgBox "Chua nhap K1", vbOKOnly, "Error!"

Text1.SetFocus

Exit Sub

ElseIf Text2.Text = "" Then

MsgBox "Chua nhap K2", vbOKOnly, "Error!"

Text2.SetFocus

Exit Sub

ElseIf Text13.Text = "" Then

MsgBox "Chua nhap So Diem Ve", vbOKOnly, "Error!"

Text13.SetFocus

Exit Sub

ElseIf Val(Text13) < 1000 Then

MsgBox "So diem ve qua nho" & vbCrLf & "Ban nen tang so diem ve lonhon" & vbCrLf & "de hien thi day du chi tieu chat luong", vbOKOnly, "Chu y!" Text13.SetFocus

'De nhap gia tri K1, K2 su dung cac phim len/xuong/trai/phai de di chuyen'

'De ve dac tinh su dung nut Enter ma khong can click nut Ve'

Private Sub Text1_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer)

If KeyCode = 40 Then Text2.SetFocus

End Sub

Private Sub Ve_KeyPress(KeyAscii As Integer)

If KeyAscii = 8 Then Call Ve_Click

'Thuc hien thoat chuong trinh'

Private Sub THOAT_Click()

If MsgBox("Do you really want to exit?", vbOKCancel, "Exit program") =vbOK Then Unload Form1

5 Vẽ đường cong quá trình quá độ

Kết quả chạy chương trình như sau:

Hình 1: Kết quả mô phỏng trên Visual Basic

6 Các chỉ tiêu chất lượng của hệ

7 Dùng Matlab – Simulink mô phỏng lại hệ thống

Hình 2: Mô hình hệ thống trong Simulink

Hình 3: Kết quả mô phỏng bằng Matlab

Kết luận: Hệ đã cho ổn định theo thời gian Kết quả khảo sát bằng Matlab hoàn

toàn trùng với kết quả thu được trên Visual Basic, chứng tỏ tính đúng đắn của phương pháp đã dùng để mô hình hóa hệ thống

8.Nhận dạng hệ thống

Kết quả tương đối giống nhau giữa hệ thống mô phỏng trong Visual Basic và kiểmtra lại bằng Matlab

9 Thiết kế giao diện

Hình 4: Giao diện mô phỏng hệ thống trong Visiual Basic

10.Tài liệu tham khảo

[1] TS Nguyễn Khắc Nghiệm – TS Phạm Tâm Thành (2017), Mô hình hóa hệ thống, Nhà xuất bản Hàng Hải

[2] Hồ Thanh Tâm (2014), Lập trình Visual Basic bộ môn Điều khiển tự động, Trường Nông Lâm TP.HCM