Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục part 3 pps

26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 17
Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ (PI)
Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ (PI)
 Hàm truyền:
)
1
1()(
sT
K
s
K
KsG
I
P
I
PC
+=+=
 Khâu hiệu chỉnh PI là một
trường hợp riêng của khâu hiệu
chỉnh trể pha, trong đó độ lệch
pha cực tiểu giữa tín hiệu ra và
tín hiệu vào là ϕ
min
=−90
0
,
tương ứng với tần số ω
min
=0.
 Khâu hiệu chỉnh PI làm tăng
bậc vô sai của hệ thống, tuy

nhiên cũng làm cho hệ thống có
vọt lố, thời gian quá độ tăng lên
 Biểu đồ Bode
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 18
Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ (PI)
Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ (PI)
 Chú ý: Thời hằng tích phân càng nhỏ độ vọt lố càng cao
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 19
Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi tích phân tỉ lệ (PID)
Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi tích phân tỉ lệ (PID)
 Biểu đồ Bode:
 Khâu hiệu chỉnh PID:
 làm nhanh đáp ứng
quá độ
 tăng bậc vô sai của
hệ thống.
 Hàm truyền:
sK
s
K
KsG
D
I
PC
++=)(
)
1
1()( sT
sT
KsG

D
I
PC
++=⇔
()
sT
sT
KsG
D
I
PC 2
1
1
1
1)( +








+=⇔
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 20
So saùnh caùc khaâu hieäu chænh PD. PI. PID
So saùnh caùc khaâu hieäu chænh PD. PI. PID
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 21
Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục
Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục

dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số
dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 22
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha
dùng QĐNS
dùng QĐNS
 Bước 2: Xác đònh góc pha cần bù để cặp cực quyết đònh nằm
trên QĐNS của hệ thống sau khi hiệu chỉnh bằng công thức:
*
2,1
s
∑∑
==
−−−+−=
m
i
i
n
i
i
zsps
1
*
1
1
*
1
0*
)arg()arg(180

φ
trong đó pi và zi là các cực của hệ thống G(s) trước khi hiệu chỉnh.
∑
+−=
*
1
0*
)(180 ssG cực đến của cực cáctừ góc
φ
∑
−
*
1
)( ssG cực đến của zero cáctừ góc
)1(
)/1(
)/1(
)( >
+
+
=
α
α
Ts
Ts
KsG
CC
Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế




độ, quá gian Thời
POT lo
á
vọt Độ



⇒
n
ω
ξ

2*
2,1
1
ξωξω
−±−=⇒
nn
js
 Bước 1: Xác đònh cặp cực quyết đònh từ yêu cầu thiết kế về chất
lượng của hệ thống trong quá trình quá độ:
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 23
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)
 Bước 3: Xác đònh vò trí cực và zero của khâu hiệu chỉnh
Vẽ 2 nữa đường thẳng bất kỳ xuất phát từ cực quyết đònh sao
cho 2 nữa đường thẳng này tạo với nhau một góc bằng φ* . Giao
điểm của hai nữa đường thẳng này với trục thực là vò trí cực và
zero của khâu hiệu chỉnh.

Có hai cách vẽ thường dùng:
 PP đường phân giác (để cực và zero của khâu H/C gần nhau)
 PP triệt tiêu nghiệm (để hạ bậc của hệ thống)
*
1
s
 Bước 4: Tính hệ số khuếch đại K
C
bằng cách áp dụng công thức:
1)()(
*
1
=
=ss
C
sGsG
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 24
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS
 Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh G
C
(s) để đáp ứng quá độ của
hệ thống sau khi hiệu chỉnh thỏa: POT<20%; tqđ < 0,5 sec (tiêu
chuẩn 2%).
R(s)
+
−
C(s)
G
C

(s)
)5(
50
+ss
 Giải:
)1(
)/1(
)/1(
)( >
+
+
=
α
α
Ts
Ts
KsG
CC
 Vì yêu cầu thiết kế cải thiện đáp ứng quá độ nên khâu hiệu chỉnh
cần thiết kế là khâu sớm pha