BÁO CÁO THỰC HÀNH LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HỌ VÀ TÊN BÙI HIỂN VINH MÃ SINH VIÊN 94650 NHÓM N08 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LÊ THỊ THANH TÂM BÀI 1 TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MÔ HÌNH HÀM TRUYỀN ĐẠT I Lý thuyết.
Trang 1BÁO CÁO THỰC HÀNH
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
HỌ VÀ TÊN: BÙI HIỂN VINH
MÃ SINH VIÊN: 94650
NHÓM: N08
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LÊ THỊ THANH TÂM
Trang 2BÀI 1: TẠO LẬP VÀ GHÉP NỐI CÁC MÔ HÌNH
Trang 3-Khi hàm truyền đạt của hệ ghép nối tiếp với nhau thì dùng lệnh:
+2 hệ con nối tiếp với nhau:
Trang 52.Tìm hàm truyền đạt của 1 hệ điều khiển liên tục tuyến tính bao gồm nhiều khối ghép nối với nhau trong matlab.
a)
sys1=tf([1 -2],[3 1 1 -1]);
sys2=tf([1 1],[1 -3]);
Trang 7Bước 1: Tạo lập hàm truyền đạt của hệ vào trong matlab
Bước 2: Vẽ đặc tính động học của hệ trong matlab
-Đặc tính tần số:
+Đặc tính tần số biên pha: nyquist(sys1)
+Đặc tính tần số logarit: bode(sys1)
-Đặc tính thời gian:
+Thời gian đáp ứng bước: step(sys1)
+Thời gian đáp ứng xung: impulse(sys1)
Bước 3: Khảo sát đường đặc tính
-Các tham số trục tung và trục hoành của đường đặc tính
-Khảo sát sự tác động của các thông số hàm truyền đạt đến đường đặc tính
-Khi các thông số thay đổi thì đường đặc tính thay đổi như thế nào
Trang 8Đặc tính tần số biên phasys1=tf([1],[0.2 1]);sys2=tf([2],[0.2 1]);nyquist(sys1)
hold on
nyquist(sys2)
Trang 9Hàm G3(s) và G4(s):Đặc tính tần số logaritsys3=tf([1],[0.2 1]);sys4=tf([1],[0.3 1]);bode(sys3)
hold on
bode(sys4)
Trang 10Đặc tính tần số biến phasys3=tf([1],[0.2 1]);sys4=tf([1],[0.3 1]);nyquist(sys3)
hold on
nyquist(sys4)
Trang 112.Vẽ đặc tính thời gian của hệ ĐKTĐ
Thay k(với T=0.5s;E=0.65):
Thời gian đáp ứng bước
Trang 12hold on
step(sys3)
Thời gian đáp ứng xungsys1=tf([10],[0.5 0.65 1]);sys2=tf([50],[0.5 0.65 1]);sys3=tf([100],[0.5 0.65 1]);impulse(sys1)
hold on
impulse(sys2)
hold on
impulse(sys3)
Trang 13Thay T(với k=3;E=0.2):Thời gian đáp ứng bướcsys1=tf([3],[0.5 0.2 1]);sys2=tf([3],[1.2 0.2 1]);sys3=tf([3],[2 0.2 1]);step(sys1)
hold on
step(sys2)
hold on
step(sys3)
Trang 14Thời gian đáp ứng xungsys1=tf([3],[0.5 0.2 1]);sys2=tf([3],[1.2 0.2 1]);sys3=tf([3],[2 0.2 1]);impulse(sys1)
hold on
impulse(sys2)
hold on
impulse(sys3)
Trang 15BÀI 3: KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ
Trang 16+Khảo sát theo tiêu chuẩn Mikhailov
+Khảo sát theo tiêu chuẩn Nyquist
Trang 18=>Hệ ổn định vì các nghiệm đều có phần thực âm
Trang 22=>Hệ ổn định do đường đặc tính không bao điểm (-1,j0)-Hàm truyền G2(s):
Trang 23=>Hệ không ổn định do đường đặc tính bao điểm (-1,j0)-Hàm truyền G3(s) với k=15 đại diện:
Trang 24=>Hệ không ổn định vì đường đặc tính bao điểm (-1,j0)
BÀI 4: ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ CỦA HỆ
Trang 25Đánh giá quá trình quá độ của hệ
end
tqd=t(k)
Trang 26BÀI 5: TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT BỘ ĐIỀU KHIỂN
-Chức năng của từng khâu trong bộ điều khiển PID:
+Khâu tỉ lệ: Là khâu thực hiện vai trò chủ đạo cho bộ điều khiển Mỗi khi xảy ra sai lệch đầu ra thì sai lệch này sẽ được khuếch đại qua khâu tỉ lệ để tác động trở lại đối tượng và làm giảm sai lệch đó
+Khâu tích phân: Là khâu bổ trợ, có tác dụng làm tăng độ chính xác cho hệ Chừng nào sai lệch tĩnh chưa bằng 0 thì thông qua khâu tích phân tạo ra 1 tín hiệu luôn thay đổi tác động lên đối tượng để làm giảm sai lệch tĩnh về 0
+khâu vi phân: Là khâu bổ trợ, có tác dụng làm tăng độ nhạy cho hệ thống Chỉ cần một thay đổi nhỏ của các yếu tố bên ngoài tác động qua hệ thì khâu vi phân sẽ tạo nên 1 thay đổi lớn và tác động lên đối tượng, làm cho đối tượng phản ứng nhanh với sự thay đổi của môi trường bên ngoài
-Các phương pháp tổng hợp bộ điều khiển PID:
+Phương pháp tối ưu độ lớn
+Phương pháp tối ưu đối xứng
II Thực hành
Trang 27Tổng hợp bộ điều khiển PID bằng phương pháp tối ưu độ lớn
Trang 28*Nhận xét:
-Với hệ thống không có bộ điều khiển PID:+Sai lệch tĩnh lớn
+Quá trình quá độ xảy ra dao động
+Thời gian quá độ dài
-Với hệ thống có bộ điều khiển PID:
+Sai lệch tĩnh nhỏ
+Quá trình quá độ không xảy ra dao động+Thời gian quá độ ngắn