Điều khiển hệ thống 1 Nhiệm vụ của sinh viên: Tham gia 80% giờ giảng Chuẩn bị bài trước khi lên lớp Hoàn thành bài tập Nhiệm vụ của giảng viên: Cung cấp thông tin môn học Chuẩn bị nội du
Trang 1Điều khiển hệ thống 1
System and Control
Thạc sĩ Ngô Quang Hiếu
Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí
Khoa Công Nghệ - Đại học Cần Thơ
Trang 2Điều khiển hệ thống 1
Nhiệm vụ của sinh viên:
Tham gia 80% giờ giảng Chuẩn bị bài trước khi lên lớp Hoàn thành bài tập
Nhiệm vụ của giảng viên:
Cung cấp thông tin môn học Chuẩn bị nội dung môn học Đánh giá sinh viên
Thang điểm đánh giá:
Thi cuối kỳ: 60%
Thực tập: 30%
Bài tập: 10%
Chương 0: Giới thiệu môn học
Trang 3FEEDBACK CONTROL
TC v1
v2
T in
0 10 20 30 40 50 60 -2
0 2 4 6 8
Time
0 10 20 30 40 50 60 -15
-10 -5 0 5
Time
IAE = 88
Why am I taking
this course?
I don’t want to
be a S C expert.
Is this part of Mechatronics?
Now for 25 more interesting points,
blah, blah, blah, ……
How can I pass
this course?
Điều khiển hệ thống 1
Trang 4FEEDBACK CONTROL
CV s
SP s s
s G s c ( ) ( ) ( ) ( ) = G G + G P c p 1
AC
CV(s) SP(s)
1 Initial reading
2 Class participation
3 Web Learning Modules
4 Course assignments
5 Study in depth
Lecture/ Discussion
Tutorial
Điều khiển hệ thống 1
Trang 5Điều khiển hệ thống 1
Chương 1: Giới thiệu hệ thống điều khiển
Trang 6Điều khiển hệ thống 1
Trang 7Điều khiển hệ thống 1
Trang 8Điều khiển hệ thống 1
Trang 9Đối tượng điều khiển (Process or Plant) Tín hiệu vào (Inputs signal)
Tín hiệu điều khiển (Manipulated inputs) Tín hiệu nhiễu (Disturbance inputs)
Biến điều khiển (Response variable)
Why control?
- Command following
- Disturbance rejection
Hệ thống điều khiển là một phần tích hợp của toàn hệ thống chứ không phải là phần được đưa vào sau cùng Việc đưa hệ thống điều khiển vào giai đoạn thiết kế càng sớm càng tốt
Everything needs control for optimum functioning!
Điều khiển hệ thống 1
Trang 10Hệ thống điều khiển vòng hở cơ bản (Basic open-loop control system)
Disturbance Inputs
Desired value/
setpoint
+ +
Hệ thống điều khiển vòng hở cơ bản được dùng khi:
Sự thay đổi giá trị đặt ở ngõ vào là không quá phức tạp
Tác động của nhiễu vào hệ thống là không quá lớn
Chất lượng hệ thống không đòi hỏi cao
Điều khiển hệ thống 1
Trang 11Hệ thống điều khiển vòng hở có bù nhiễu (feedforward)
Đo lường nhiễu
Ước lượng tác động của
nhiễu lên đối tượng điều khiển
và thực hiện bù vào hệ thống
Controller Plant
Disturbance Inputs
Variables
Desired value/
setpoint
+ +
∑
+ +
Disturbance compensation
Controller Plant
Disturbance Inputs
∑ Controlled Variables
Desired value/
setpoint
+ +
∑
+ +
Command compensator
Dựa vào đặc tính của đối tượng điều khiển, việc bù nhiễu được thực hiện ở ngay ngõ vào của hệ thống
Điều khiển hệ thống 1
Trang 12Hệ thống điều khiển vòng kín (feedback control, close-loop control)
Đo lường biến điều khiển
Disturbance Inputs
Variables
Desired value/
setpoint
+ +
∑ _ +
Sensor
Điều khiển hệ thống 1
Trang 13Điều khiển hệ thống 1
Trang 14Điều khiển hệ thống 1
Trang 15Điều khiển hệ thống 1
Trang 16Control system
Plant/process Signal Conditioning
Controller Sensor
Actuator
Điều khiển hệ thống 1
Trang 17Plant
Plant là đối tượng điều khiển Thông thường
là một đối tượng vật lý hoặc một quá trình cần điều khiển
Controller
Controller được dùng để tiếp nhận và xử lý
các tín hiệu từ các cảm biến và thực hiện các hành động tác động tương ứng
Algorithm
Algorithm là trọng tâm của hệ thống điều
khiển Giải thuật kết nối các cảm biến và cơ cấu chấp hành thành một thể thống nhất, để thực hiện yêu cầu của hệ thống điều khiển
Điều khiển hệ thống 1
Trang 18Actuator
Actuator thực hiện một tác động vật lý vào
hệ thống (quá trình) Cơ cấu chấp hành thường là động cơ điện, cơ cấu cơ khí, tác động thủy lực và khí nén
Sensor
Sensor được dùng để hiển thị, đo lường
trạng thái của thiết bị hay một quá trình Khi một nhóm các cảm biến được sử dụng thì nó
có thể đo lường các biến số của hệ thống
Signal Conditioning là các phần tử thu thập
Điều khiển hệ thống 1
Trang 19Provides more finesse by combining sensors and
actuators in more intelligent ways
Provide more Muscle
Better Sensors
Provide better Vision
Điều khiển hệ thống 1
Trang 20System and Control