mô phỏng hệ thống theo sơ đồ mạch điện, mạch sử dụng opamp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TRƯỜNG BÁCH KHOA

BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN
MƠ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG
Đề tài:
Mơ phỏng hệ thống theo sơ đồ mạch điện
Mạch điện sử dụng Op-amp

Sinh viên thực hiện:
MSSV: B2106566

Giảng viên hướng dẫn:


Phần 1: Đề bài và các yêu cầu:
Cho hệ thống có sơ đồ mạch điện như sau:

Với các hệ số a, b, c, d, e là các số cuối của MSSV theo định dạng B19abcde
Ví dụ: Nếu MSSV là B1912345 thì a = 2, b = 3, c = 4, d = 5 và e = 6.
Yêu cầu:
1. Tìm hàm truyền của hệ thống với ngõ vào là vi(t) và ngõ ra là vo(t), giả sử
các tụ điện chưa được nạp điện ban đầu.(3 điểm).
2. Viết các câu lệnh của MATLAB hoặc Scilab để khai báo hàm truyền và vẽ
đáp ứng bước (step) của hệ thống với vi(t) = 5 V . (3 điểm)
3. Sử dụng MATLAB/Simulink hoặc Scilab/Xcos để phân tích đáp ứng bước
(step) của hệ thống với vi(t) = 5V. (4 điểm)


Phần 2: Bài làm
1. Thiết lập hàm truyền

a) Tìm giá trị các linh kiện được sử dụng trong mạch điện:
- Sinh viên thực hiện có MSSV B2106566 nên các giá trị tương ứng
trong như sau:
a=0; b=6; c=5; d=6; e=6
- Từ đó, ta có được các giá trị của các linh kiện tương ứng trong
mạch điện:
R1= (a+1)x100 = 100kΩ
C1= (b+1)
= 7 μF
R2= (c+1)x100 = 600kΩ
R3= (d+1)x100 = 700kΩ
C2= (e+1)
= 7 μF
b. Viết hàm truyền của hệ thống
Hàm truyền của mạch khuếch đại tại đảo:
1

Z1 = ZR1 + ZC1 = R1+

C1t

= 100.103 +

1
7.10−6 𝑡

= 105 +

106
7𝑡

7𝑡+10

= 105.
Z2 =

𝑍𝐶2 .𝑍𝑅3
𝑍𝐶2 +𝑍𝑅3

+ ZR2 =

106
. 7.105
7𝑡
=106
+ 7.105
7𝑡

= 105. (

−𝑍2

70

𝑍1

=

+ R2 =

7.106
7𝑡
+ 6.105 = 10+49𝑡
7𝑡

10+49𝑡

G(t) =

1
. 𝑅3
𝐶2𝑡
1
+ 𝑅3
𝐶2𝑡

7𝑡
1
. 700.103
7.10−6 𝑡
1
+ 700.103
7.10−6 𝑡

5

+ 6.10 =

+ 600.103

7.106

5
+6.10
10+49𝑡

+ 6)
70
+6)]
10+49𝑡
7𝑡+10
105 .
7𝑡

−[105 .(

−910𝑡−2058𝑡 2

=343𝑡 2 +560𝑡+100

=

−130−294𝑡
10+49𝑡

7𝑡

. 7𝑡+10

4. Các câu lệnh khai báo hàm truyền và vẽ đáp ứng bước
(Step) của hệ thống với vi(t)=5v.
 Với Matlap
s=tf('s');
tu=910*s+2058*s^2;
mau=343*s^2+560*s+100;
G=-tu/mau;
V_i=5;
step(V_i*G)
grid on
title('Dap ung buoc cua he thong')
xlabel('Thoi gian t')
ylabel('Ngo ra Vo')

Hình 2.1: Đáp ứng bước của hệ thống với vi = 5V.


 Với Scilap
s=%s;
tu=910*s+2058*s^2;
mau=343*s^2+560*s+100;
G=syslin('c',-tu,mau)
t=0:0.2:30;
Vi=5;
y=csim('step',t,Vi*G);
plot(t,y,'-')
legend('Dap ung buoc cua he thong')
xlabel('Thoi gian t')
ylabel('Ngo ra Vo')

Hình 2.2: Đáp ứng bước của hệ thống vi = 5V


5. Sử dụng MATLAB/Simulink hoặc Scilab/Xcos để phân tích đáp ứng bước
(step) của hệ thống vi = 5V.

Với MATLAB/Simulink
- Chọn Simulink ở tab Home để làm việc
-Sau khi mở Simulink, chọn các khối chức năng tại Library
Browser
- Chọn các khối và kết nối: Step, Transfer Fcn, Scope

- Thiết lập các khối :

q
Hình 3.1: Khối Step (Hàm bước)


Hình 3.2: Khối Transfer Fcn (Hàm truyền)


Hình 3.3: Khối Scope (Khối hiển thị)
 Với Scilab/ Xcos
- Chọn biểu tượng Xcos

trên thanh công cụ để làm việc:

- Sau khi mở Xcos, chọn các khối chức năng tại cửa sổ Palette browser.
- Chọn các khối và kết nối: STEP_FUNCITION, CLR, SCALE_CSCOPE,
CLOCK_c.

- Thiết lập các khối:

Hình 3.4: Khối STEP_FUNCITION
(Hàm bước)

Hình 3.5: Khối CLR (Hàm truyền)


Hình 3.7: Khối CLOCK_c (Tạo sự
kiện)

Hình 3.6: Khối SCALE_CSCOPE (Khối
hiện thị)

Hình 3.7: Kết quả