10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên: Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại học Bách Khoa TP.HCM Email: hthoang@dee.hcmut.edu.vn Môn học Môn học 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC Chương 5 Chương 5 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 3  Khái niệm  Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ thống  Thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS  Thiết kế hệ thống dùng phương pháp biểu đồ Bode  Thiết kế hệ thống dùng phương pháp phân bố cực  Thiết kế bộ điều khiển PID Nội dung chương 5 Nội dung chương 5 10 April 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 4 Khaùi nieäm Khaùi nieäm 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 5  Thiết kế là toàn bộ quá trình bổ sung các thiết bò phần cứng cũng như thuật toán phần mềm vào hệ cho trước để được hệ mới thỏa mãn yêu cầu về tính ổn đònh, độ chính xác, đáp ứng quá độ,… Khái niệm Khái niệm 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 6  Bộ điều khiển nối tiếp với hàm truyền của hệ hở. Hiệu chỉnh nối tiếp Hiệu chỉnh nối tiếp R(s) G(s) + − C(s) G C (s)  Các bộ điều khiển: sớm pha, trể pha, sớm trể pha,P, PD, PI, PID,…  Phương pháp thiết kế: QĐNS, biểu đồ Bode 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 7 Điều khiển hồi tiếp trạng thái Điều khiển hồi tiếp trạng thái  Tất cả các trạng thái của hệ thống được phản hồi trở về ngõ vào  Phương pháp thiết kế: phân bố cực, LQR,… + − r(t) K  Bộ điều khiển: )()()( ttrtu Kx − = [ ] n kkk K 21 = K u(t) C c(t) )()()( tutt B A x x + = & x(t) 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 8 Ảnh hưởng của các khâu Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ thống hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ thống 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 9  Khi thêm 1 cực có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở thì QĐNS của hệ kín có xu hướng tiến về phía trục ảo, hệ thống sẽ kém ổn đònh hơn, độ dự trữ biên và độ dự trữ pha giảm, độ vọt lố tăng. Ảnh hưởng của cực Ảnh hưởng của cực Re s Im s Im s Re s Im s Re s 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 10  Khi thêm 1 zero có phần thực âm vào hàm truyền hệ hở thì QĐNS của hệ kín có xu hướng tiến xa trục ảo, do đó hệ thống sẽ ổn đònh hơn, độ dự trữ biên và độ dự trữ pha tăng, độ vọt lố giảm. Ảnh hưởng của zero Ảnh hưởng của zero Im s Re s Im s Re s Im s Re s [...]... của hệ thống 10 April 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 19 So sánh các khâu hiệu chỉnh PD PI PID 10 April 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 20 Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số 10 April 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 21 Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS s + (1 / αT ) Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế GC ( s ) = K C s + (1 / T ) (α > 1) Bước 1: Xác đònh cặp cực... P Hệ số tỉ lệ càng lớn sai số xác lập càng nhỏ Trong đa số các trường hợp hệ số tỉ lệ càng lớn độ vọt lố càng cao, hệ thống càng kém ổn đònh Thí dụ: đáp ứng của hệ thống hiệu chỉnh nối tiếp dùng bộ điều khiển tỉ lệ với hàm truyền đối tượng là: 10 G ( s) = ( s + 2)( s + 3) 10 April 2006 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 14 Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi phân tỉ lệ (PD) Hàm truyền: Biểu đồ Bode GC ( s ) = K... Hồng - ÐHBK TPHCM 30 Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng QĐNS s + (1/ βT ) Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế GC ( s ) = K C s + (1/ T ) ( β < 1) Bước 1: Xác đònh β từ yêu cầu về sai số xác lập KP β= * KP hoặc KV β= * KV Ka hoặc β = * Ka Bước 2: Chọn zero của khâu hiệu chỉnh: 1 * . T. Hồng - ÐHBK TPHCM 1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giảng viên: Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện. H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC Chương 5 Chương 5 10 April 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK