Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động - Chương 7: Cơ cấu điều khiển

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động - Chương 7: Cơ cấu điều khiển

1. Ch 7: Cơ cấu điều khiển  C.B. Pham 7-1
2. 7.1 Phân loại cơ cấu điều khiển  C.B. Pham 7-2
3. 7.1 Phân loại cơ cấu điều khiển Relay circuit Digital IC circuit Phương Pneumatic controller án điều khiển Micro-controller logic PC-based controller Programmable logic controller  C.B. Pham 7-3
4. 7.1 Phân loại cơ cấu điều khiển So sánh giữa các phương án Chỉ tiêu so sánh Mạch rơ-le Vi điều khiển Máy tính PLC Giá thành Khá thấp Thấp Cao Khá cao Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả năng chống nhiễu Rất tốt Tốt Khá tốt Tốt Khả năng thích ứng môi Rất tốt Khá tốt Không tốt Rất tốt trường công nghiệp Lắp đặt Tốn thời gian Tốn thời gian Tốn nhiều thời Lập trình và lắp thiết kế và lắp đặt thiết kế gian lập trình đặt đơn giản Khả năng điều khiển tác Không Có Có có vụ phức tạp Mức độ thay đổi điều Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản khiển Công tác bảo trì Kém Kém – nếu IC Kém – có rất Tốt – các mô- được hàn nhiều mạch điện đun được tiêu tử chuyên dùng chuẩn hóa.  C.B. Pham 7-4
5. 7.2. Tính ổn định Một hệ thống được gọi là ổn định nếu quá trình quá độ tắt dần theo thời gian  C.B. Pham 7-5
6. 7.2. Tính ổn định  C.B. Pham 7-6
7. 7.2. Tính ổn định  C.B. Pham 7-7
8. 7.2. Tính ổn định Một hệ thống được gọi là ổn định nếu tất cả các điểm cực của hàm truyền hệ thống vòng kín (nghiệm s của biểu thức mẫu số) đều nằm bên trái mặt phẳng phức.  C.B. Pham 7-8
9. 7.3. Tiêu chuẩn đại số routh-hurwitz  C.B. Pham 7-9
10. 7.3. Tiêu chuẩn đại số ROUTH-HURWITZ Tiêu chuẩn Routh-Hurwitz: số nghiệm của đa thức (mẫu số) nằm phía bên phải mặt phẳng phức thì bằng với số lần thay đổi dấu ở một thứ nhất. Ví dụ: xét tính ổn định của hệ thống sau:  C.B. Pham 7-10
11. 7.3. Tiêu chuẩn đại số ROUTH-HURWITZ Giải: lập bảng Routh-Hurwitz Ở cột thứ nhất có 2 lần đổi dấu (từ 1 -72, và từ -72 103), nên đa thức mẫu số sẽ có 2 nghiệm có phần thực dương.  C.B. Pham 7-11
12. 7.3. Tiêu chuẩn đại số ROUTH-HURWITZ Ví dụ: xác định khoảng giá trị K để hệ thống luôn ổn định Giải:  C.B. Pham 7-12
13. 7.4. Đặc tính làm việc Hàm truyền vòng hở / vòng kín • Hàm truyền vòng hở Go (s) G(s) G(s) • Hàm truyền vòng kín Gc (s) 1 G(s) Hệ thống bậc hai 2 b n G(s) 2 2 2 s as b s 2ns n với n b Tần số riêng a  2 b Tỉ số giảm chấn  C.B. Pham 7-13
14. 7.4. Đặc tính làm việc  C.B. Pham 7-14
15. 7.4. Đặc tính làm việc  C.B. Pham 7-15
16. 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số  C.B. Pham 7-16
17. 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Khi giá trị K thay đổi, nghiệm s của biểu thức mẫu số (của hàm truyền hệ thống vòng kín) sẽ chạy dọc theo quỹ đạo nghiệm số (biễu diễn trên mặt phẳng phức). • Điểm cực: p1, p2, p3, • Điểm zero: z1, z2, z3, Quỹ đạo nghiệm số được xây dựng dựa trên hàm truyền đạt vòng hở: • Số nhánh của quỹ đạo nghiệm bằng với số điểm cực • Quỹ đạo nghiệm số đối xứng qua trục thực • Nhánh quỹ đạo nghiệm số tồn tại trên trục thực nếu tổng số cực và zero bên phải nhánh đó là số lẽ. • Khi K thay đổi (0 ), quỹ đạo bắt đầu từ các điểm cực và kết thúc ở các điểm zero hoặc tiến ra vô cùng.  C.B. Pham 7-17
18. 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Ví dụ: xác định quỹ đạo nghiệm số khi K thay đổi  C.B. Pham 7-18
19. 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Hệ thống luôn ổn định với mọi giá trị K  C.B. Pham 7-19
20. 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Ví dụ: xác định quỹ đạo nghiệm số khi K thay đổi Hệ thống chỉ ổn định trong khoảng giá trị K nào đó  C.B. Pham 7-20