TÌM MÔ HÌNH GIÁN ĐOẠN CỦA DDONOCMC\

Điều khiển số, báo cáo, thí nghiệm, báo cáo điều khiển số, TN điều khiển số

Bài thực hành số 1

TÌM MÔ HÌNH GIÁN ĐOẠN CỦA DDONOCMC\

-xác định các hàm truyền trên miền ảnh z ứng với T1=0.1ms và T2=0.01ms

-mô phỏng so sánh kết quả với nhau

-xây dựng mô hình trạng thái của ĐCMC trên miền liên tục và mô phỏng đáp ứng bước nhảy của mô hình thu được

Chương trình MATLAB:

Ra=250e-3;La=4e-3;Ta=La/Ra;ke=236.8;km=38.2;phi=0.04;j=0.012;

T1=0.1e-3;T2=0.01e-3;

Wh=(1/Ra)*tf([1],[Ta 1])*phi*km*tf([1],[2*pi*j 0])

Wk=feedback(Wh,ke*phi)

Wkz1=c2d(Wk,T1,'ZOH')

Wkz2=c2d(Wk,T2,'ZOH')

Wkf1=c2d(Wk,T1,'FOH')

Wkf2=c2d(Wk,T2,'FOH')

Wkt1=c2d(Wk,T1,'TUSTIN')

Wkt2=c2d(Wk,T2,'TUSTIN')

Kết quả thu được :

Hàm truyền liên tục hệ hở :

Transfer function:

6.112

-0.001206 s^2 + 0.0754 s

Hàm truyền liên tục hệ kín:

Transfer function:

6.112

-0.001206 s^2 + 0.0754 s + 57.89

Hàm truyền gián đoạn theo ZOH với chu kì trích mẫu T1:

Transfer function:

2.528e-005 z + 2.523e-005

z^2 - 1.993 z + 0.9938

Sampling time: 0.0001

Hàm truyền gián đoạn theo ZOH với chu kì trích mẫu T2: Transfer function:

2.533e-007 z + 2.532e-007

z^2 - 1.999 z + 0.9994

Sampling time: 1e-005

Hàm truyền gián đoạn theo FOH với chu kì trích mẫu T1:

Transfer function:

8.431e-006 z^2 + 3.367e-005 z + 8.404e-006

z^2 - 1.993 z + 0.9938

Sampling time: 0.0001

Hàm truyền gián đoạn theo FOH với chu kì trích mẫu T2: Transfer function:

8.443e-008 z^2 + 3.377e-007 z + 8.44e-008

z^2 - 1.999 z + 0.9994

Sampling time: 1e-005

Hàm truyền gián đoạn theo TUSTIN với chu kì trích mẫu T1: Transfer function:

1.263e-005 z^2 + 2.525e-005 z + 1.263e-005

z^2 - 1.993 z + 0.9938

Sampling time: 0.0001

Hàm truyền gián đoạn theo TUSTIN với chu kì trích mẫu T2: Transfer function:

1.266e-007 z^2 + 2.532e-007 z + 1.266e-007

z^2 - 1.999 z + 0.9994

Hàm truyền đối tượng điều khiển dòng phần ứng :

Chương trình MATLAB:

Tt=100e-6;

Gs=(1/Ra)*tf([1],[Ta 1])*tf([1],[Tt 1])

Gz1=c2d(Gs,T1,’ZOH’)

Gz2=c2d(Gs,T2,’ZOH’)

Gf1=c2d(Gs,T1,’FOH’)

Gf2=c2d(Gs,T2,’FOH’)

Gt1=c2d(Gs,T1,’TUSTIN’)

Gt2=c2d(Gs,T2,’TUSTIN’)

Kết quả thu được

Hàm truyền đối tượng điều khiển dòng phần ứng :

Transfer function:

4

-1.6e-006 s^2 + 0.0161 s + 1

Hàm truyền gián đoạn theo ZOH với chu kì trích mẫu T1: Transfer function:

0.009176 z + 0.006577

-z^2 - 1.362 z + 0.3656

Sampling time (seconds): 0.0001

Hàm truyền gián đoạn theo ZOH với chu kì trích mẫu T2: Transfer function:

0.0001209 z + 0.0001169

-z^2 - 1.904 z + 0.9043

Sampling time (seconds): 1e-005

Hàm truyền gián đoạn theo FOH với chu kì trích mẫu T1: Transfer function:

0.003298 z^2 + 0.01046 z + 0.001998

z^2 - 1.362 z + 0.3656

Sampling time (seconds): 0.0001

Hàm truyền gián đoạn theo FOH với chu kì trích mẫu T2:

Transfer function:

4.064e-005 z^2 + 0.0001585 z + 3.865e-005

z^2 - 1.904 z + 0.9043

Sampling time (seconds): 1e-005

Hàm truyền gián đoạn theo TUSTIN với chu kì trích mẫu T1:

Transfer function:

0.004154 z^2 + 0.008307 z + 0.004154

z^2 - 1.327 z + 0.3313

Sampling time (seconds): 0.0001

Hàm truyền gián đoạn theo TUSTIN với chu kì trích mẫu T2:

Transfer function:

5.951e-005 z^2 + 0.000119 z + 5.951e-005

z^2 - 1.904 z + 0.9042

Sampling time (seconds): 1e-005

Xây dựng mô hinhg trạng thái ĐCMC và mô phỏng đáp ứng với chu kì T=0.1s và T=0.01s Chương trình MATLAB:

Ttm1=0.1;Ttm2=0.01;

[A,B,C,D]=tf2ss([0 0.0001209 0.0001169],[1 -1.904 0.9043]) [phi1,H1]=c2d(A,B,Ttm1)

[phi2,H2]=c2d(A,B,Ttm2)

Kết quả

A =

1.9040 -0.9043

1.0000 0

B =

1

0

C =

1.0e-003 *

0.1209 0.1169

D =

0

phi1 =

1.2046 -0.0995

0.1100 0.9952

H1 =

0.1100

0.0053

phi2 =

1.0192 -0.0091

0.0101 1.0000

H2 =

0.0101

0.0001

Bài thực hành số 2

TỔNG HỢP VÒNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG PHẦN ỨNG (ĐIỀU KHIỂN MOMEN QUAY)

Với đối tượng là dòng điện , ta coi gần đúng thiết bị chỉnh lưu là khâu tích phân tỉ lệ quán tính bậc nhất hằng số thời gian Tt=100 s ta có hàm truyền của mạch phần ứng được xác định như bài thực hành số 1

1 Thiết kế bộ điều khiển dòng theo phương pháp DEAD-BEAT ,phương pháp ZOH với chu kì trích mẫu là T=0.01 ms Lz là đa thức bậc 1 ta có:

Chương trình MATLAB:

Tt=100e-6;

Ra=250e-3;

Ta=0.016;

Gs=(1/Ra)*tf([1],[Ta 1])*tf([1],[Tt 1])

Gz=c2d(Gs,T,'ZOH')

b0=0;b1=0.0001209;b2=0.0001169;

a0=1;a1=-1.904;a2=0.9043;

Gzi=filt([b0 b1 b2],[a0 a1 a2],T)

l0=a0/((a0-a1)*(b0+b1+b2))

l1=-a1/((a0-a1)*(b0+b1+b2))

L2z=filt([l0 l1],1,T)

Az=filt([a0 a1 a2],1,T)

Bz=filt([b0 b1 b2],1,T)

Gr=(L2z*Az)/(1-L2z*Bz)

Gk=feedback(Gr*Gzi,1)

step(Gk)

kết quả chương trình

hàm truyền mạch phần ứng trên miền ảnh z:

Transfer function:

0.0001209 z^-1 + 0.0001169 z^-2

1 - 1.904 z^-1 + 0.9043 z^-2

Sampling time (seconds): 1e-005

l0 =1.4481e+003

l1 =2.7571e+003

Lz:

Transfer function:

1448 + 2757 z^-1

bộ điều khiển :

Transfer function:

1448 - 3940 z^-2 + 2493 z^-3

-1 - 0. -175 -1 z^ -1 - 0.5026 z^-2 - 0.3223 z^-3

Sampling time (seconds): 1e-005

Hàm truyền hệ kín

Transfer function:

0.1751 z^-1 + 0.1693 z^-2 - 0.4764 z^-3 - 0.1592 z^-4 + 0.2915 z^-5

1 - 1.904 z^-1 + 0.9043 z^-2 - 5.551e-017 z^-3 + 5.551e-017 z^-5 Sampling time (seconds): 1e-005

2 thiết kế bộ điều khiển theo phương pháp cân bằng mô hình

Giả sử sau 2 bước đáp ứng của đối tượng đuổi kịp giá trị đặt khi đó ta có

G(z-1)= x1z-1 + x2z-1 với điều kiện |x1+x2|=1

Giả sử chọn bộ điều khiển G(z-1) = 0.2z-1 + 0.8z-2

Chương trình MATLAB:

Gw2=filt([0 0.2 0.8],1,0.01e-3)

Gri=(1/Giz)*(Gw2/(1-Gw2))

Gk=feedback(Gr*Gzi,1)

step(Gk)

Kết quả :

Bộ điều khiển :

Transfer function:

0.2 + 0.4192 z^-1 - 1.342 z^-2 + 0.7234 z^-3

-0.0001209 + 9.272e-005 z^-1 - 0.0001201 z^-2 - 9.352e-005 z^-3

Sampling time (seconds): 1e-005

Hàm truyền hệ:

Transfer function:

2.418e-005 z^-1 + 7.406e-005 z^-2 - 0.0001133 z^-3 - 6.946e-005 z^-4 + 8.457e-005z^-5

0.0001209 - 0.0001133 z^-1 - 0.0001132 z^-2 + 0.0001057 z^-3 + 1.355e-020 z^-5

Sampling time (seconds): 1e-005

Đồ thị:

Bài thực hành số 3

TỔNG HỢP VÒNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ QUAY

Theo phương pháp cân bằng mô hình ta có hàm truyền hệ kín của phần điều chỉnh dòng là Gn(z-1) = Gk(z-1).Gz(z-1)

Trong đó Gz được xác định theo ZOH chu kì T2=0.01e-3