Báo Cáo Điều Khiển Tự Động BKĐN

KỸ THUẬT ĐIỀU
KHIỂN TỰ ĐỘNG
1. NGUYỄN VĂN PHÚC
2. TRẦN QUỐC SƠN
3. HOÀNG QUẢNG THÀNH
4. THÁI VIỆT LONG
5. TRẦN ĐÌNH ĐỒ
6. TRẦN XUÂN CHIẾN


I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
ROBOT HÀN TỰ ĐỘNG

DÂY CHUYỀN LẮP RÁP ĐỘNG CƠ DUCATI


1. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
GIAO THÔNG VẬN TẢI

HÀNG KHÔNG VŨ TRỤ

Hệ thống điêu khiển tự động là tập hợp các thành phần vật lý có mối liên
quan và tác dộng qua lại lẫn nhau, để chỉ huy, hiệu chỉnh bản thân hoặc
diều khiển hệ thống khác.


2. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN:
Hệ thống điều khiển tự động gồm 3 phần tử cơ bản:
- Thiết bị điều khiển (Controller)
- Đối tượng điều khiển (Object)

- Thiết bị đo lường (Measuaring device)
u+

X e

C

x

O

y

-f

M
Hình 1: Sơ đồ khối các bộ phận của hệ ĐKTĐ
Trong đó : u – Tín hiệu vào; y – Tín hiệu ra ; e – Tín hiệu so sánh;
x – Tín hiệu tác động vào đối tượng điều khiển; f – Tín hiệu phẩn hồi


II. CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HTĐK
- SƠ ĐỒ KHỐI
- GRAPHE TÍN HIỆU
- BIẾN TRẠNG THÁI

1. SƠ ĐỒ KHỐI
 

a. Sơ đồ khối

Theo laplace: hàm truyền =

u(s)

G(s)

x(s)


1. SƠ ĐỒ KHỐI
* 10 nguyên tắc biến đổi sơ đồ khối:
1. Biến đổi khối nối tiếp:
G1(s)

G1(s)

G1(s)

G1(s).G2(s).G3(s)

2. Biến đổi khối song song:
G1(s)
G1(s)
G1(s)

G1(s)+G2(s)+G3(s)


1. SƠ ĐỒ KHỐI

3. Di chuyển điểm tụ sang phải 1 khối

U(s)

F(s)

G(s)

U(s)
F(s)

G(s)
G(s)


1. SƠ ĐỒ KHỐI
4. Di chuyển điểm tụ sang trái 1 khối:

U(s)

U(s)

G(s)
F(s)

G(s)

 

F(s)

1. SƠ ĐỒ KHỐI
5. Di chuyển điểm tán sang phải 1 khối:

U(s)
G(s)

F(s)

U(s)

F(s)

G(s)
 

.


1. SƠ ĐỒ KHỐI
6. Di chuyển điểm tán sang trái 1 khối:

U(s)

U(s)

G(s)
F(s)

G(s)

 

F(s)


1. SƠ ĐỒ KHỐI
7. Rút gọn hệ phản hồi

U(s)
-

G(s)

H(s)

Y(s)
U(s)

 

Y(s)


1. SƠ ĐỒ KHỐI
8. Rút gọn hệ phản hồi đơn vị:

U(s)
_

G(s)

U(s)

 


1. SƠ ĐỒ KHỐI
9. Hệ có nhiều tín hiệu vào ra:
U(s)
X(s)

10. Các nguyên tắc chung:
- Rút gọn khối nối tiếp.
- Rút gọn khối song song.
- Di chuyển điểm tụ điểm tán về vị trí thíc hợp.
- Rút gọn hệ phản hồi.
- Trình tự trện thực hiện từ trong ra ngoài.

Hệ


2. VÍ DỤ:

u(s)

G1(s)
-

G2(s)

+

+

G3(s)
-

y(s)


2. VÍ DỤ:
Các bước giải:
B1:
u(s)

G1(s)

G2(s)

-

B2:

+

+

G3(s)

y(s)

-

u(s)

G2(s) + 1

G1(s)

 

y(s)

-

B3:

 

u(s)

y(s)

-

B4:

u(s)

 

y(s)


2. VÍ DỤ:

u(s)

 Hàm

truyền:

 

y(s)


Phương pháp biến trạng thái
Ẋ = A.X + B.U
Y = C.X + D.U
- Trong đó : Y- là tín hiệu ra
 
       U-là tín hiệu vào
       A,B,C,D :các ma trận tham số
          Hệ số của phương trình trạng thái


• Sơ đồ trạng thái

U(t)

U(t)

D
B

Ẋ(t)
+

‫ﺎ‬
A

X(t)

c

+ 

y(t)


•  Thiết lậpphươngtrìnhtrạngthái
VD:
a3 +  a2 +  a1  +  a0y(t) = b0u(t)

u(t)

Hệ

y(t)


• - Đặt
   : X  = y(t)
1

            X  = Ẋ(t)  = 
2

           X =  Ẋ =  
3   

2    

X  =   = -  -  + u(t)
3

 - Phươngtrìnhtrạngthái
Ẋ1 = 0*X1 + 1*X2 + 0*X3 + 0*u
Ẋ2 = 0*X1 + 0*X2 + 1*X3 + 0*u
Ẋ3 = - *X1 - *X2 - *X3 + *u


Hay  

Ẋ1
Ẋ2
Ẋ3

Ẋ

Ẋ = AX + Bu

=

 

0

1

0

0

0

1
 

 

A

X2
*

X2

X3

X

0
0

+
 

B


CHƯƠNG 4 ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
-Động lực là nghiên cứu sự biến thiên của tín hiệu theo thời gian,tần số
vì nó ảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị
ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ
THƯỜNG SỬ DỤNG
TRONG LĨNH VỰC 
THỜI GIAN

ĐÁP ỨNG QUÁ ĐỘ XUNG
ĐÁP ỨNG HÀM VẬN TỐC

NGHIÊN CỨU ĐÔNG 
LỰC  HỌC

TRONG LĨNH VỰC 
TẦN SỐ

ĐẶC TÍNH TẦN BIÊN PHA
LOGIC

ĐẶC TÍNH TẦN BIÊN PHA


3.1. Các tín hiệu tác động và phản ứng của hệ
3.1.1. Tín hiệu vào: thang đơn vị
                 G(t) = 1(t) =     0 với t ≤0
          1 với t >0
                     Tín hiệu ra là hàm quá độ


3.1.2. Tín hiệu vào: xung đơn vị
Tín hiệu ra là hàm quá độ xung

0 khi t # 0

d(t)

t

x(t): hàm quá d? xung

3.1.3. Tín hiệu vào: hàm tuyến tính v(t) = t
Tín hiệu ra : hàm vận tốc


v(t)=t

y(t): hàm v?n
t?c

45°

t

3.1.4. Tín hiệu vào: hàm điều hòa x(t) = Xsinωt
Tín hiệu ra : hàm điều hòa, lệch pha , lệch biên độ
Y(t) = Y­msin(ωt­ φ)