Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục part 6 ppt

26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 41
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
t)
t)
Chọn zero của khâu sớm pha triệt tiêu cực tại –0.5 của G(s):
φ
*
A
B
–1/
α
T
1
–1/T
1
5,0
1
1
=
T
α
5
1
1
=+= ABOA
T
5
5,0
)(
11

+
+
=
s
s
KsG
CC
5.4
60sin
55sin
76.4
sin
ˆ
sin
0
0
===
PAB
BPA
PAAB
5,0
=
OA
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 42
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
t)
t)
Tính K
C1

:
1)()(
*
1
=
=ss
C
sGsG
1
)5,0(
4
.
5
5,0
33,45,2
1
=
++
+
+−= js
C
sss
s
K
25,6
1
=
C
K
)5(

25
)()()(
11
+
==
ss
sGsGsG
C
Hàm truyền hở sau khi hiệu chỉnh sớm pha là:
5
5,0
25,6)(
1
+
+
=
s
s
sG
C
⇒
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 43
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
t)
t)
 Bước 2: Thiết kế khâu trể pha G
C2
(s)
2

2
22
1
1
)(
T
s
T
s
KsG
CC
+
+
=
β
− Xác đònh β:
5
)5(
25
lim)(lim
0
1
0
=
+
==
→→
ss
sssGK
ss

V
80
*
=
V
K
16
1
80
5
*
===
V
V
K
K
β
⇒
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 44
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
t)
t)
− Xác đònh zero của khâu trể pha thỏa điều kiện:
5,2)33,45,2Re()Re(
1
*
2
=+−=<< js
T

β
16,0
1
2
=
T
β
Chọn
)16,0.(
16
11
.
1
22
==
TT
β
β
− Xác đònh cực của khâu trể pha:
01.0
1
2
=
T
⇒
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 45
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (t
t)
t)

)01,0)(5(
)16,0)(5,0(
31,6)()()(
21
++
+
+
==
ss
ss
sGsGsG
CCC
Kết quả:
)01,0(
)16,0(
01,1)(
2
+
+
=
s
s
sG
C
Hàm truyền khâu trể pha:
− Tính K
C2
dựa vào điều kiện biên độ:
01.1
2

=
C
K
1)()(
*
12
=
=ss
C
sGsG
(
)
(
)
1)()(
**
12
=
== ssss
C
sGsG
1
01,033,45,2
16,033,45,2
2
=
++−
++−
j
j

K
C
⇒
⇒
⇒
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 46
Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục
Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục
dùng phương pháp biểu đồ Bode
dùng phương pháp biểu đồ Bode
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 47
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ
Bode
Bode
)1(
1
1
)( >
+
+
=
α
α
Ts
Ts
KsG
CC
Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế
 Bước 1: Xác đònh K

C
để thỏa mãn yêu cầu về sai số xác lập
P
PC
KKK /
*
=
VVC
KKK /
*
=
aaC
KKK /
*
=
hoặc
hoặc
 Bước 2: Đặt G
1
(s)=K
C
G(s).Vẽ biểu đồ Bode của G
1
(s)
 Bước 3: Xác đònh tần số cắt biên của G
1
(s) từ điều kiện:
0)(
1
=

C
L
ω
1)(
1
=
C
jG
ω
hoặc
 Bước 4: Xác đònh độ dự trữ pha của G
1
(s) (độ dự trữ pha của hệ
trước khi hiệu chỉnh):
)(180
1 C
M
ω
ϕ
+
=
Φ
 Bước 5: Xác đònh góc pha cần bù
θϕ
+Φ−Φ= MM
*
max
là độ dự trữ pha mong muốn,
*
M

Φ
00
205
÷
=
θ
26 September 2006 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 48
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ
Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ
Bode
Bode
 Bước 7: Xác đònh tần số cắt mới (tần số cắt của hệ sau khi hiệu
chỉnh) dựa vào điều kiện:
α
ω
lg10)(
1
−=
′
C
L
αω
/1)(
1
=
′
C
jG
hoặc
 Bước 6: Tính

α
:
max
max
sin1
sin1
ϕ
ϕ
α
−
+
=
 Bước 8: Tính hằng số thời gian T:
αω
C
T
′
=
1
 Bước 9: Kiểm tra lại hệ thống có thỏa mãn điều kiện về độ dự
trữ biên hay không? Nếu không thỏa mãn thì trở lại bước 5.
 Chú ý: Trong trường hợp hệ thống quá phức tạp khó tìm được lời
giải giải tích thì có thể xác đònh
ω
C
(bước 3), ΦM (bước 4) và
ω
’
C
(bước 7) bằng cách dựa vào biểu đồ Bode.