Báo cáo thí nghiệm điều khiển số

Hàm truyền đạt của mô hình đối tượng điều khiển dòng phần ứng... Discrete-time transfer function.Sample time: 1e-05 seconds Discrete-time transfer function.. Sample time: 1e-05 seconds D

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1:

TÌM MÔ HÌNH GIÁN ĐOẠN CỦA ĐCMC

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc của ĐCMC kích thích độc lập

Động cơ có các tham số sau đây:

- Hằng số động cơ: ke = 236.8, kM = 38.2

- Hằng số thời gian phần ứng:

A A A

L T R

=

1. Xác định hàm truyền đạt trên miền ảnh Z thích hợp để thiết kế vòng trong cùng ĐK dòng phần ứng Chu kỳ trích mẫu được chọn là T1 = 0,1ms, T2 = 0,01ms, T3 = 0,04ms, T4 = 0,05ms.

Hàm truyền đạt của mô hình đối tượng điều khiển dòng phần ứng

Sample time: 5e-05 seconds

Ta tính được Hàm truyền đạt mô hình đối tượng điều khiển dòng phần ứng G si( ) theo cách trên:

1,361649 0,365587

z Gi

1,9042126 0,9047207

z Gi

1,667823 0,668646

z Gi

0,002722 0,002189 16

1,603411 0,604638

z Gi

h e

G G

G k ψ

= +T5=0.1;

0.001206 s^2 + 0.0754 s + 57.89

Continuous-time transfer function

Tìm mô hình trạng thái của ĐCMC:

Sample time: 0.1 seconds

Discrete-time state-space model

Sample time: 0.01 seconds

Discrete-time state-space model

Hình 1.4 Mô hình liên tục và gián đoạn với thời gian trích mẫu khác nhau

Nhận xét: Với mô hình trích mẫu càng nhỏ thì mô hình gián đoạn càng bám sát mô hình liên tục ban đầu

Với Ttm lớn loại bỏ gần như thông số ban đầu (H1), với Ttm nhỏ hơn giữ lại một phần thông số ban đầu (H2)

Discrete-time transfer function.

Sample time: 1e-05 seconds

Discrete-time transfer function

Sample time: 1e-05 seconds

Discrete-time transfer function

>> Gr1=Gw2/(1-Gw2)/G9

Gr1 =

Sample time: 1e-05 seconds

Discrete-time transfer function

1.652e09 + 5.437e09 z^1 1.693e08 z^2

-2.476e-08 z^-3 + 9.069e-08 z^-4 - 6.237e-08 z^

-5 - 1.245e-08 z^-6 + 2.032e-08 z^-7 +

1.097e-09 z^-8 - 2.318e-09 z^-9 - 3.665e-10 z^

-10

Sample time: 1e-05 seconds

Discrete-time transfer function

Sample time: 1e-05 seconds

Discrete-time transfer function

>> step(Gk1)

>> hold on

>> step(Gk2)

Gọi ra đồ thị của Gk1 và Gk2, ta có thể kéo dãn đồ thị ra để

xem rõ sự mất ổn định Dựa vào độ thị vẽ được ta có thể kết luận

là hệ không ổn định và bộ điều khiển không phù hợp

*Kết luận: Có một điểm cực nằm ngoài đường tròn đơn vị

nên hệ mất ổn định là đúng như mô phỏng(Do các thành

phần tạo thành có điểm không nằm ngoài đường tròn đơn vị

nên khi nghịch đảo thì sẽ có điểm cực nằm ngoài đường

tròn)

*) Gw3: chu kì 3 trích mẫu

Kết luận: Tương tự trường hợp trên ta có: Có một điểm cực nằm

ngoài đường tròn đơn vị nên hệ mất ổn đính là đúng như mô

1 (z ).B (z )

i Ri

i

L G

Với :

2 0 01

.

a a l

Hình2.6: Đáp ứng của hệ kín

Nhận xét: Đáp ứng của hệ đạt trạng thái xác lập sau 4 chu kì.

Mô phỏng kiểm chứng bằng simulink

Hình 2.f: Đáp ứng của hệ khi mô phỏng bằng simulink

Hình 3.2 Đáp ứng bước nhảy của Gk

Nhận xét: Độ quá điều chỉnh là 10.1% với thời gian xác lập là 0.00265s

Mô phỏng simulink cho pp gán điểm cực

Sơ đồ simulink

Đồ thị thu được

- Phụ tải thay đổi đột biến dưới dạng bước nhảy

Sơ đồ simulink

Đồ thị thu được

Nhận xét:

-Bộ điều khiển cho kết quả tốt đáp ứng được yêu cầu đặt ra

-Giá trị thực bám sát giá trị đặt với độ quá điều chỉnh và thời gian xác lập đúng như yêu cầu

-Khi phụ tải thay đổi đột ngột hệ thống vẫn có khả năng ổn định

3.Phương pháp tiêu chuẩn tích phân bình phương

end

Hình 3.3 Cấu hình cho Optimtool

Kết quả trên Optimtool: r1=654.7234133753182 r2=-634.7038909493813 Từ kết quả trên có ngay bộ điều khiển theo tiêu chuẩn tích phân bình phương

Grn1=tf([654.7234133753182 -634.7038909493813],[1 -1],T2);

Grn1 =

Mô phỏng simulink

Kết quả mô phỏng:

- Phụ tải thay đổi đột ngột.

Sơ đồ mô phỏng

Kết quả mô phỏng