Giáo trình phân tích cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống tự động khép kín p3 doc

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I


9

1.2.4: Ngun tàõc âiãưu chènh täúi ỉu ( âiãưu chènh cỉûc trë )

Y
o
= y ( t) Var l hm chỉa biãút
Så âäư cáúu trục :










Thiãút bë tênh toạn sn ra nhỉỵng tênh hiãûu l âãø âiãưu chènh

1.3: Phán loải cạc hãû thäúng tỉû âäüng:
1.3.1: Theo âënh trë
( Y
o
)
Nãúu dỉûa vo âënh trë Y
o
thç ta cọ thãø phán ra 3 loải


Hãû thäúng giỉỵ äøn âënh Y
o
= const

Âiãưu chènh chỉång trçnh Y
o
= y ( t ) biãút trỉåïc

Hãû thäúng ty âäüng Y
o
= y ( t ) = Var khäng biãút trỉåïc
1.3.2: Theo dảng tên hiãûu
:
Ta cọ :

Hãû thäúng liãn tủc : L hãû thäúng m táút c cạc tên hiãûu truưn tỉì vë trê ny
âãún vë trê khạc trong hãû thäúng 1 cạch liãn tủc ( hm liãn tủc )

Hãû thäúng giạn âoản : L hãû thäúng m trong âọ cọ êt nháút 1 tên hiãûu biãøu
diãùn bàòng hm giạn âoản theo thåìi gian
1.3.3: Theo dảng phỉång trçnh vi phán mä t hãû thäúng


Hãû thäúng tuún tênh : L hãû thäúng m âàûc tênh ténh ca táút c cạc phán tỉí l
tuún tênh. Phỉång trçnh trảng thại mä t cho hãû thäúng tuún tênh l cạc
phỉång trçnh tuún tênh. Âàûc âiãøm cå bn ca hãû thäúng ny thỉûc hiãûn âỉåüc
ngun l xãúp chäưng. Tỉïc l nãúu hãû thäúng cọ nhiãưu tạc âäüng âäưng thåìi, thç
phn ỉïng âáưu ra ca nọ l täøng táút c phn ỉïng do tỉìng tạc âäüng riãng l vo
hãû thäúng


Hãû thäúng phi tuún : l hãû thäúng m trong âọ cọ 1 âàûc tênh ca mäüt phán tỉí
l hm phi tuún. Phỉång trçnh trảng thại mä t cho hãû thäúng ny l phỉång
trçnh phi tu
ún. Âàûc âiãøm ca hãû thäúng phi tuún l khäng thỉûc hiãûn âỉåüc
ngun l xãúp chäưng

Hãû thäúng tuún tênh họa : l hãû thäúng phi tuún âỉåüc tuún tênh họa.
Tuún tênh họa cạc âàûc tênh phi tuún cọ nhiãưu phỉång phạp
1.3.4: Theo dảng thay âäøi dàûc tênh ca hãû thäúng:

BÂC ÂTÂC
Yo
Y
Xâc
f
TB tênh toạn
Hçnh: 1.10
TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I


10

Hãû thäúng tỉû thêch nghi : Thêch nghi våïi c trỉåìng håüp âiãưu kiãûn thay âäøi .

Hãû thäúng khäng tỉû thêch nghi : Khäng tỉû chè âënh âỉåüc
1.3.5: Theo dảng nàng lỉåüng tiãu thủ:

 Hãû thäúng âiãûn


Hãû thäúng khê nẹn

Hãû thäúng thy lỉûc

Hãû thäúng täøng håüp
1.3.6: Theo thäng säú âiãưu chènh:

 Hãû thäúng âiãưu chènh nhiãût âäü ,

Hãû thäúng âiãưu chènh ạp sút ,

Hãû thäúng âiãưu chènh lỉu lỉåüng . . .

1.4: Nhiãûm vủ ca L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng:
L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng nhàòm gii quút 2 nhiãûm vủ chênh
1.4.1: Phán têch hãû thäúng

Nhiãûm vủ ny nhàòm xạc âënh âàûc tênh ca tên hiãûu ra ca hãû thäúng, sau âọ
âem so sạnh våïi nhỉỵng chè tiãu u cáưu âãø âạnh giạ cháút lỉåüng âiãưu khiãøn ca
hãû thäúng âọ.
Mún phán têch hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng ngỉåìi ta dng phỉång phạp
trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp âãø gii quút 2 váún âãư cå bn : váún âãư vãư tênh äøn âënh
ca hãû thäúng v váún âãư cháút lỉåüng ca quạ trçnh âiãưu khiãøn : quạ trçnh xạc láûp
trảng thại ténh v trảng thại âäüng ( quạ trçnh quạ âäü ).
Âãø gi quút nhỉỵng váún âãư trãn ngỉåìi ta thỉåìng dng phỉång phạp mä hçnh
toạn hc, tỉïc l cạ
c pháưn tỉí ca hãû thäúng âiãưu khiãøn âãưu âỉåüc âàûc trỉng bàòng
mäüt mä hçnh toạn v täøng håüp mä hçnh toạn ca cạc pháưn tỉí s cho mä hçnh
toạn ca ton bäü hãû thäúng.
Xạc âënh âàûc tênh äøn âënh ca hãû thäúng thäng qua mä hçnh toạn ca hãû

thäúng våïi viãûc sỉí dủng l thuút äøn âënh trong toạn hc. Cạc bỉåïc âãø gii
quút bi toạn äøn âënh l :

Láûp mä hçnh toạn ca tỉìng pháưn tỉí trong hãû thäúng ( phỉång trçnh vi phán
hồûc hm truưn âảt )
 Tçm phỉång phạp liãn kãút cạc mä hçnh toạn lải våïi nhau thnh mä hçnh
toạn ca c hãû thäúng.

Xẹt äøn âënh ca hãû thäúng dỉûa v
o l thuút äøn âënh.
Tuy nhiãn viãûc láûp mä hçnh toạn ca cạc pháưn v ca hãû thäúng trong thỉûc tãú
ráút khọ khàn, nãn ta dng phỉång phạp xẹt äøn âënh theo âàûc tênh thỉûc nghiãûm
( âàûc tênh táưn säú hồûc âàûc tênh thåìi gian )
Gii quút nhiãûm vủ phán têch cháút lỉåüng quạ trçnh âiãưu khiãøn cng cọ 2
phỉång phạp : trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp, thäng qua mä hçnh toạn hồûc âàûc tênh
âäüng hc thỉûc nghiãûm . Gii quút váún âãư ny thỉåìng l gii hãû phỉång trçnh
vi phán, vê têch phán v.v Ngoi ra trong l thuút âiãưu khiãøn tỉû âäüng, khi phán
têch quạ trçnh quạ âäü ngỉåìi ta cn dng mạy tênh tỉång tỉû v mạy tênh säú.
TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I


11

1.4.2. Täøng håüp hãû thäúng:

Täøng håüp hãû thäúng l váún âãư xạc âënh thäng säú v cáúu trục ca thiãút bë âiãưu
khiãøn. Gii bi toạn ny, thỉûc tãú l thiãút kãú hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng. Trong
quạ trçnh täøng håüp thỉåìng km theo bi toạn phán têch. Âäúi våïi cạc hãû thäúng
âiãưu khiãøn täúi ỉu v tỉû thêch nghi, nhiãm vủ täøng håüp thiãút bë âiãưu khiãøn giỉỵ
vai tr ráút quan trng. Trong cạc hãû thäúng âọ, mún täøng håüp âỉåüc hãû thäúng,

ta phi xạc âënh algorit âiãưu khiãøn, tỉïc l phi xạc âënh lût âiãưu khiãøn U(t).
Hãû thäúng âiãưu khiãøn cọ u cáưu cháút lỉåüng cao thç viãûc täøng håüp cng tråí nãn
phỉ
ïc tảp. Trong nhiãưu trỉåìng håüp ta cáưn âån gin họa mäüt säú u cáưu v tçm
phỉång phạp täøng håüp thêch håüp âãø thỉûc hiãûn.
Âãø thiãút kãú mäüt hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng, ta cáưn tiãún hnh cạc bỉåïc
sau âáy :
 Xút phạt tỉì mủc tiãu âiãưu khiãøn, u cáưu vãư cháút lỉåüng âiãưu khiãøn v âàûc
âiãøm âäúi tỉåüng âỉåüc âiãưu khiãøn ta xạc âënh mä hçnh âäúi tỉåüng âiãưu khiãøn.

Tỉì mä hçnh, mủc tiãu âiãưu khiãøn, u cáưu vãư cháút lỉåüng âiãưu khiãøn, cạc
ngun l âiãưu khiãøn chung â biãút, kh nàng cạc thiãút bë âiãưu khiãøn cọ tãø sỉí
dủng âỉåüc hồûc chãú tảo âỉåüc, ta ch
n mäüt ngun tàõc âiãưu khiãøn củ thãø. Tỉì âọ
lỉûa chn cạc thiãút bë củ thãø âãø thỉûc hiãûn ngun tàõc âiãưu khiãøn â âãư ra.

Trãn cå såí ngun l âiãưu khiãøn v thiãút bë âỉåüc chn, kiãøm tra vãư l
thuút hiãûu qu âiãưu khiãøn trãn cạc màût : kh nàng âạp ỉïng mủc tiãu, cháút
lỉåüng, giạ thnh, âiãưu kiãûn sỉí dủng, háûu qu v.v Tỉì âọ hiãûu chènh phỉång ạn
chn thiãút bë, chn ngun tàõc âiãưu khiãøn hồûc hon thiãûn lải mä hçnh.

Nãúu phỉång ạn â chn âảt u cáưu, ta chuøn sang bỉåïc chãú tảo, làõp rạp
thiãút bë tỉìng phánư. Sau âọ, tiãún hnh kiãøm tra, thê nghiãûm thiãút bë tỉìng pháư
n v
hiãûu chènh cạc sai sọt.

Chãú tảo, làõp rạp thiãút bë ton bäü. Sau âọ kiãøm tra, thê nghiãûm thiãút bë ton
bäü. Hiãûu chènh v nghiãûm thu ton bäü hãû thäúng âiãưu khiãøn.

Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN II

93


PHệN II

C
C
C
A
A
A
ẽ
ẽ
ẽ
C
C
C



T
T
T
H
H
H
I
I

I






T
T
T



B
B
B
ậ
ậ
ậ






I
I
I

ệ
ệ
ệ
U
U
U



C
C
C
H
H
H
ẩ
ẩ
ẩ
N
N
N
H
H
H



T
T

T
ặ
ặ
ặ












ĩ
ĩ
ĩ
N
N
N
G
G
G

CHặNG 1 : NHặẻNG VN ệ CHUNG

CHặNG 2: CAẽC Bĩ IệU CHẩNH TAẽC ĩNG TRặC TIP

CHặNG 3: CAẽC Bĩ IệU CHẩNH TAẽC ĩNG GIAẽN TIP

CHặNG 4: ặẽNG DUNG VI Xặ LYẽ TRONG IệU KHIỉN Tặ ĩNG

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN II


94

CHỈÅNG 1 : NHỈỴNG VÁÚN ÂÃƯ CHUNG

1.1- Cạc bäü âiãưu chènh l tỉåíng :
l cạc BÂC m chè cọ 1 qui lût

1.1.1- Bäü âiãưu chènh t lãû P
: l BÂC thỉûc hiãûn theo qui lût: Y = -K
P
. X
(Hm truưn âảt, âàûc tênh táưn säú âàûc tênh thåìi gian ca BÂC t lãû hon ton
giäúng mäüt kháu t lãû)
=> Y’= -K
p
. X’
K
p
l hãû säú t lãû v cng l thäng säú ca bäü âiãưu chènh P
W
p
(P) =
X
Y
= -K
p

W
p
(iω) = -K

p
= K
p
. e
i
π


* Âàûc tênh ténh (åí chãú âäü xạc láûp)
Tỉïc l thäng säú giỉỵ ln < giạ trë u
cáưu 1 lỉåüng no âọ
TB
Y
YY
21
−
âäü khäng âäưng âãưu ca BÂC
δ
=
P
K
1
l hãû säú ténh ca BÂC
* Âàûc tênh biãn âäü pha W (i
ω)
p

* Âàûc tênh thåìi gian (Hm quạ âäü)ü
khi X = 1(t)
Y(t) = - K

P

Y
X
X2X1
Y2
X
tb
Y1
Ytb
N
hiãûm vủ ca hãû thäúng âiãưu chènh l
giỉỵ äøn âënh mäüt âải lỉåüng âiãưu chèn
h

no âọ bàòng cạch tạc âäüng lãn âäúi
t
ỉåüng thäng qua cå quan âiãưu chènh.
Khi xút hiãûn sai lãûch ca âải lỉåüng
âiãưu chènh, BÂC s tạc âäüng lãn âäúi
t
ỉåüng theo hỉåïng âỉa âải lỉåüng âiãư
u

chènh tr vãư giạ trë ban âáưu. Tạc âäüng
âiãưu chènh ny cọ thãø mang tênh quy
lût âënh trỉåïc. Mäúi quan hãû toạn hc
giỉỵa tạc âäüng âiãưu chènh ( âáưu ra ca
BÂC) Y v âäü sai lãûch ca âải lỉåüng
âiãưu chènh (âáưu vo ca BÂC) X gi

l qui lût âiãưu chènh. Trong cäng
nghiãûp âãø âảt âỉåüc cháút lỉåüng âiãư
u

chènh cao âäúi våïi mäùi âải lỉåüng âiãư
u

chènh phi xạc âënh cho BÂC mäüt
qui lût âiãưu chènh thêch håüp