Slide điều khiển tự động trong lĩnh vực cơ khí

Chương 1: các khái niệm cơ bản
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Để hiểu về hệ thống điều khiển tự động trước hết ta xem ví dụ sau:
- Điều khiển là gì?
Là tập hợp tất cả các tác động có
mục đích nhằm điều khiển quá trình này hay
quá trình khác theo 1 qui luật hay 1 chương
trình cho trước.
- Điều khiển học là gì?
Là 1 bộ môn khoa học nghiên
cứu nguyên tắc xây dựng các hệ điều khiển
- Quá trình điều khiển và điều khiển tự động là
quá trình không có sự tham gia trực tiếp của con người
=> tập hợp tất cả các thiết bị mà nhờ đó quá trình điều
khiển được thực hiện gọi là hệ thống điều khiển
Chương 2: phương pháp mô tả hệ điều khiển tự động
2.1 phép biến đổi laplace
- cho hàm thời gian f(t) xác định với t 0. Biến đổi laplace của f(t) là:
F(s) = L{f(t)} = .f(t)dt
trong đó: - L: là kí hiệu phép biến đổi laplace
- F(s): ảnh laplace hay biến đổi laplace của hàm F(t)
- s: gọi là biến phức hay biến laplace

2.2 sơ đồ khối và đại số sơ đồ khối
u(s) x(s)
*
Quan hệ vào ra: x(s) = G(s). U(s)

(tín hiệu ra của khối bằng tích hàm truyền và tín hiệu vào)
- điểm tụ:

+ x(s)
u(s) E(s) = u(s) + x(s) – f(s)
- f(s)
-
Điểm tán: H(s)
u(s) y(s)
x(s)
=> u(s) = x(s) = y(s) = H(s)
G(s)













*
Đại số sơ đồ khối
1. rút gọn các khối nối tiếp
u(s) (s) (s) y(s)
u(s) y(s)


(s)

(s)

(s)


2. Rút gọn khối song song
+
u(s) + y(s)

- (s)
y(s) = (s) = []. U(s)
u(s) y(s)

(s)




* Ví dụ:
+
u(s) + y(s)
-
u(s) + + y(s)
-
u(s) y(s)

(s)

1 +

3. Di chuyển điểm tụ sang phải 1 khối
u(s) E(s) y(s)
- F(s)
y(s) = G(s).E(s) = G(s) [u(s) – F(s)] = G(s).u(s) – G(s).F(s)

=> y(s) = - u(s) y(s)
-
F(s)

G(s)
G(s)
G(s)
4. Di chuyển điểm tụ sang bên trái 1 khối
u(s) E(s) y(s)
- F(s)
y(s) = E(s) – F(s) = G(s).u(s) – F(s)
= G(s).[u(s) - .F(s)]
F(s)
-
u(s) y(s)

G(s)
G(s)

5. Di chuyển điểm tán sang phải 1 khối

u(s) y(s)

F(s)
y(s) = G(s) . U(s) = G(s) . F(s)
=> F(s) = .y(s)
u(s) y(s)
F(s)

G(s)
G(s)

6. Di chuyển điểm tán sang trái
u(s) y(s)
F(s)
=> y(s) = F(s) = G(s).u(s)
u(s) y(s)
F(s)
G(s)
G(s)
G(s)
* Ví dụ:
+
u(s) + y(s)
-
+
u(s) + y(s)
-

(s)


(s)



u(s) y(s)
u(s) y(s)


7. Rút gọn hệ chính tắc
u(s) y(s)
- F(s)
u(s) y(s)
G(s)
H(s)

8. Rút gọn hệ phản hồi đơn vị H(s) = 1
u(s) E(s) y(s)
± F(s)
u(s) y(s)
G(s)

9. Hệ có nhiều tín hiệu vào ra
nguyên lý chồng chất u(s) x(s)
F(s) y(s)
- cho y(s ) = 0 u(s)
x(s)
F(s)

cho F(s) = 0 =>
cho u(s) = 0 =>
=> x(s) = + u(s)
- cho x(s) = 0 y(s)
F(s)
cho F(s) = 0 =>
cho u(s) = 0 =>
=> y(s) = +

Hệ
Hệ
Hệ
* VÍ DỤ 1:
u(s) y(s)
-
+
+ F(s)
- cho F(s) = 0
y(s)
u(s)





u(s)
-
u(s) (s)


- Cho u(s) = 0
F(s) -
+
F(s)
y(s) =




* VÍ DỤ 2:
u(s) x(s)
-
-
F(s) y(s)
- Cho y(s) = 0
u(s) x(s)
-
-
F(s)






+ cho F(s) = 0
u(s)
-

u(s)




- Cho x(s) = 0
u(s) y(s)
- - F(s)
+ cho F(s) = 0
u(s)
-

u(s)








10. Nguyên tắc chung khi rút gọn sơ đồ khối
- rút gọn khối nối tiếp
- rút gọn khối song song
- di chuyển các điểm tụ, điểm tán về các vị trí cần thiết để xuất hiện khối nối tiếp, song song, phản hồi
- quá trình trên thực hiện từ vòng trong đến vòng ngoài
2.3 Mô hình vật lý
1. Hệ cơ học dao động thẳng
F
m