Báo cáo cuối kỳ lý thuyết điều khiển tự động 2 đề tài tốc độ động cơ dc

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO CUỐI KỲ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2 ĐỀ TÀI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC Giảng Viên TS Trần Đức Anh Minh Nhóm 10 Phạm Q[.]

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO CUỐI KỲ

LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2

ĐỀ TÀI: TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

Giảng Viên: TS Trần Đức Anh Minh Nhóm 10: Phạm Quốc Huy- MSSV 42000746 Nguyễn Hoàng Thiện-MSSV 42000472

Thái Vinh Hiển- MSSV ……

Nguyễn Văn Sỉ_MSSV ……

Phạm Hoàng Phúc-MSSV: 42000765

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy (cô) khoa Điện-Điện tử đã truyềnđạt cho chúng em kiến thức quý giá Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chânthành đến thầy Trần Đức Anh Minh, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng

em hoàn thành đề tài báo cáo này.Do kiến thức còn hạn chế và chưa có nhiều kinhnghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo không tránh khỏi thiếu sót, em rấtmong nhận được sự góp ý và chỉ bảo thêm từ thầy để có thể được hoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn

BÁO CÁO ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của các thành viên trong nhóm và được sự hướng dẫn của giảng viên Trần Đức Anh Minh Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hìnhthức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung báo cáo của mình Trường Đại học Tôn Đức Thắng không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do chúng tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

MỤC LỤC

Phần 1:Phân Tích & Tính Toán Câu 1 : Tìm hiểu mô hình hệ thống

- Động cơ điện một chiều motor DC ( DC là từ viết tắt của từ “Direct Current Motors”) là động cơ điều khiển bằng dòng điện có hướng xác định Hay motor DC

là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp 1 chiều DC khác với nguồn điện áp xoay chiều AC

-Đầu dây ra của động cơ DC thường bao gồm 2 dây ( dây nguồn VCC và dây nối đất GND ) Tóm lại : DC motor là 1 động cơ điện 1 chiều với cơ năng chuyển độngquay liên tục

Sơ đồ khối động cơ điện một chiều sau khi phân tích hàm truyền

Câu 2 : Phân tích tính ổn định của hệ thống liên tục hồi tiếp âm đơn vị

= 0.025 s2+0.1s+0.10040.02

- Điều kiện để hệ thống ổn định đại số là

+Tất cả các phương trình đặc trưng phải cùng dấu và khác 0 +Phương trình : 0.025 s2+0.1s+0.1004=0(thỏa điều kiện ) Bảng Routh :

*Chất lượng hệ thống hồi tiếp âm đơn vị:

 Thời gian lên (the rise time ) :

t p= π2.004√1−(0,998) 2=24.8(s)

H th ng n nh vì các nghi m u n m trong vòng tròn n v ệ ố ổ đị ệ đề ằ đơ ị

6 Phân tích ch t l ng i u khi n c a h th ng r i r c ph n h i âm n v ấ ượ đ ề ể ủ ệ ố ờ ạ ả ồ đơ ị

⇒Sai số xác lập: e ss¿=K1

v =∞

Câu 7: Thiết kế bộ điều khiển nhằm ổn định và nâng cao chất lượng điều khiển của hệ thống.

*Tìm hiểu về bộ điều khiển PID?

-PID là chữ viết tắt của cụm từ Proportional Intergal Derivative

-PID là cơ chế phản hồi vòng điều khiển Được sử dụng rộng rãi nhất là ởđiều khiển vòng kín

+P: là phương pháp điều chỉnh tỉ lệ, giúp tạo ra tín hiệu điều chỉnh tỉ

lệ với sai lệch đầu vào theo thời gian lấy mẫu

+I: là tích phân của sai lệch theo thời gian lấy mẫu Điều khiển tíchphân là phương pháp điều chỉnh để tạo ra các tín hiệu điều chỉnh saocho độ sai lệch giảm về 0 Từ đó cho ta biết tổng sai số tức thời theothời gian hay sai số tích lũy trong quá khứ Khi thời gian càng nhỏ thểhiện tác động điều chỉnh tích phân càng mạnh, tương ứng với độ lệchcàng nhỏ

+D: là vi phân của sai lệch Điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu điềuchỉnh sao cho tỉ lệ với tốc độ thay đổi sai lệch đầu vào Thời gian cànglớn thì phạm vi điều chỉnh vi phân càng mạnh, tương ứng với bộ điềuchỉnh đáp ứng với thay đổi đầu vào càng nhanh

-PID có khả năng:

 Giảm sai số xác lập đến mức tối thiểu nhất

 Hạn chế độ dao động

 Giảm thời gian xác lập và độ vọt lố

*Thiết kế bộ điều khiển PID cho hệ rời rạc

 Các thông số mong muốn khi thiết kế bộ điều khiển:

*Với PID: Vì phương trình đặc trưng của hệ thống bậc 4 ta chọn thêm 2 cực là: ± a

(Với điều kiện nằm trong đường tròn đơn vị đảm bảo hệ thống ổn định.)

=> Phương trình đặc tính mong muốn:

Với p1¿=0,5144 +0,1584.i ; p2¿=0,5144−0,1584 i ; p3¿=−a ; p4¿=a

Ta được: ⟹(z2−a2).[(z−0,0142) 2 − (0,1584.i) 2 ]=0

 Trước khi thêm bộ điều khiển: hệ thống ổn định

Sau khi thêm bộ điều khiển ( xác định bằng phương pháp Jury )

 Phương trình đặc trưng sau khi thêm bộ điều khiển

⟹Các cực 2 hệ thống đều nằm trong vòng tròn đơn vị và ổn định

III So sánh chất lượng điều khiển

Hệ thống trước khi áp dụng BĐK Hệ thống sau khi áp dụng BĐK

=>Ta thấy sau khi áp dụng thời gian lên, thời gian đạt đỉnh thấp hơn, độ vọt lố

<10%, thời gian xác lập <500(s)

Phần 2:Matlab & Simulink

I Matlab

1 Hàm truyền hồi tiếp âm liên tục Ps:

2 Chất lượng điều khiển của Ps:

3 Đáp ứng xung Ps:

4 Hàm truyền liên tục của Gs

5 Hàm truyền rời rạc của GhoGz:

6 Hàm truyền rời rạc hồi tiếp âm Gz khi Dz=1:

7 Các cực và zero của hàm truyền Gz:

8 Chất lượng điều khiển Gz:

9 Đáp ứng xung của Gz:

10.Sau khi tính toán thông số Kp.Ki,Kd ta được Dz của PID:

11.Hàm truyền hồi tiếp âm khi có PID là Gzpid:

12.Các cực và zero hàm truyền Gzpid:

13.Chất lượng điều khiển Gzpid:

14.Đáp ứng xung của Gzpid:

15 So sánh đáp ứng xung của hai hệ thống trước và sau khi áp dụng bộ điều khiển

II Simulink

*Đồ thị là 1 đường thẳng Suy ra hệ thống ổn định