Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Hệ thống điều khiển phi tuyến part 1 docx

Hồng - ÐHBK TPHCM 1LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên: TS.. Hồng - ÐHBK TPHCM 3‘ Khái niệm Ž Định nghĩa Ž Đặc điểm của hệ phi tuyến Ž Các khâu phi tuyến đơn giản Ž Mô tả toán học hệ

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 1

LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Giảng viên: TS Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động

Khoa Điện – Điện Tử Đại học Bách Khoa TP.HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www2.hcmut.edu.vn/~hthoang/

Môn học

26 September 2006 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 2

HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN PHI TUYEÁN

Chöông 8

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 3

‘ Khái niệm

Ž Định nghĩa

Ž Đặc điểm của hệ phi tuyến

Ž Các khâu phi tuyến đơn giản

Ž Mô tả toán học hệ phi tuyến

Ž Các phương pháp khảo sát hệ phi tuyến

‘ Phương pháp tuyến tính hóa

‘ Phương pháp hàm mô tả

‘ Phương pháp Lyapunov

Nội dung chương 9

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 4

Khái niệm

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 5

‘ Hệ phi tuyến là hệ thống trong đó quan hệ vào – ra không thể mô tả bằng phương trình vi phân/sai phân tuyến tính

‘ Phần lớn các đối tượng trong tự nhiên mang tính phi tuyến

Ž Hệ thống thủy khí (TD: bồn chứa chất lỏng,…),

Ž Hệ thống nhiệt động học (TD: lò nhiệt,…),

Ž Hệ thống cơ khí (TD: cánh tay máy,….),

Ž Hệ thống điện – từ (TD: động cơ, mạch khuếch đại,…)

Ž Hệ thống vật lý có cấu trúc hỗn hợp,…

‘ Tùy theo dạng tín hiệu trong hệ thống mà hệ phi tuyến có thể chia làm hai loại:

Ž Hệ phi tuyến liên tục

Ž Hệ phi tuyến rời rạc

Nội dung môn học chỉ đề cập đến hệ phi tuyến liên tục

Khái niệm về hệ phi tuyến

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 6

‘ Hệ phi tuyến không thỏa mãn nguyên lý xếp chồng

‘ Tính ổn định của hệ phi tuyến không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc, thông số của hệ thống mà còn phụ thuộc vào tín hiệu vào

‘ Nếu tín hiệu vào hệ phi tuyến là tín hiệu hình sin thì tín hiệu ra ngoài thành phần tần số cơ bản (bằng tần số tín hiệu vào) còn có

các thành phần hài bậc cao (là bội số của tần số tín hiệu vào)

‘ Hệ phi tuyến có thể xảy ra hiện tượng dao động tự kích

Tính chất của hệ phi tuyến

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 7

Các khâu phi tuyến cơ bản

Khâu relay 3 vị trí







<

≥

=

) nếu

)

nếu

D u

D u

u

Y

|

| (

0

|

| (

) sgn(

u

y

y

u

)

sgn(u

Y

Khâu relay 2 vị trí

26 September 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 8

Các khâu phi tuyến cơ bản







<

≥

−

=

) nếu

0

)

nếu

D u

D u

u D

u

K y

|

| (

|

| (

)) sgn(

(

Khâu khuếch đại có miền chết

u

y

−D

D K

) / (K = Y m D







≤

>

=

) nếu

)

nếu

D u

Ku

D u

u

Y

|

| (

|

| (

) sgn(

y

u

D

−D

Khâu khuếch đại bão hòa