KHẢO sát đặc TÍNH của hệ THỐNG điểu KHIỂN tự ĐỘNG

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1
KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA HỆ
THỐNG ĐIỂU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ môn: Công nghệ tự động
Bài 3.1.Khảo sát các đặc tính cuả khâu động lực cơ bản
a.Khâu phân tích (với K = 30)
% Khau tich phan voi K =30,STT = 7
K=30;
STT=7;
num=[37];
den=[1 0];
G=tf(num,den)

1


ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},G)

Hình 1.1. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu tích phân
b. Khâu vi phân thực tế (với K =10, T = 0.1)
% Khau vi phan thuc te voi K = 10, T =0.1,STT=7
STT=7;
k = 10;
T = 0.1;
num=[17];
2


den=[0.1 1];
G=tf(num,den)

ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},G)

Hình 1.2. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu vi phân
c. Khâu quán tính bậc nhất
% Khai quan tinh bac nhat voi K = 10, T = 0.1, STT = 7
K=10;
T=0.1;
STT=7;
3


num=[K+STT];
den=[T 1];
G=tf(num,den);
step(G)
ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},G)

Hình 1.3. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu quán tính
d. Khâu bậc hai
% Khau bac hai K = 20, L = 0; T = 10; STT = 7
K=20;
4


T=10;
STT=7;
L=0;
num=[K+STT];
den=[T*T 2*L*T 1];
G=tf(num,den);

ltiview({'step','impulse','nyquist','bode'},G)

Hình 1.5. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu bậc hai với
L=0
5


Hình 1.6. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu bậc hai với
L=0.25

6


Hình 1.7. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu bậc hai với
L=0.5

7


Hình 1.8. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu bậc hai với
L=0.75

8


Hình 1.9. Các đặc tính trong miền thời gian và trong miền tần số khâu bậc hai với
L=1
% Khao sat cac dac tinh qua do ung voi cac gia tri L khac nhau tren cung do thi
% Khau bac hai K = 20, L = 0; T = 10; STT = 7
K=20; T=10; STT=7; L=0;

num=[K+STT];
den=[T*T 2*L*T 1];
G1=tf(num,den);
step(G1)
hold on
% Khau bac hai K = 20, L = 0.25; T = 10; STT = 7
K=20; T=10; STT=7; L=0.25;
num=[K+STT];
den=[T*T 2*L*T 1];
9


G2=tf(num,den);
step(G2)
% Khau bac hai K = 20, L = 0.5; T = 10; STT = 7
K=20; T=10; STT=7; L=0.5;
num=[K+STT];
den=[T*T 2*L*T 1];
G3=tf(num,den);
step(G3)
% Khau bac hai K = 20, L = 0.75; T = 10; STT = 7
K=20; T=10; STT=7; L=0.75;
num=[K+STT];
den=[T*T 2*L*T 1];
G4=tf(num,den);
step(G4)
% Khau bac hai K = 20, L = 1; T = 10; STT = 7
K=20; T=10; STT=7; L=1;
num=[K+STT];
den=[T*T 2*L*T 1];

G5=tf(num,den);
step(G5)

10


Hình 1.10. Các đặc tính quá độ của hệ thống ứng với các giá trị L khác nhau
Nhận xét: Khi L tăng dần từ 0 đến 1 thì đáp ứng đầu ra của hệ thống tiến dần đến
giá trị xác lập, khi L tăng thì độ quá điều chỉnh giảm dần, thời gian quá độ giảm, số
lần dao động quanh giá trị xác lập giảm.
Bài 3.2. Tìm hàm truyền đạt tương đương của hệ thống
% Khai bao ham truyen cac khau
STT=7;
G1=tf([10],[1 1]);
G2=tf([STT],[1 2]);
11


G3=tf([10],[1 3]);
G4=tf([4],[1 1]);
G5=10;
G6=tf([3],[1 1]);
% Xac dinh ham truyen he thong
G12=G1+G2; % G1 song song G2
G123=G12*G3; % G12 noi tiep G3
GA=feedback(G123,G5); % G5 phan hoi am G123
Gh=GA*G4; % GA noi tiep G4
Gk=feedback(Gh,G6)
ltiview({'step','impulse'},Gk)
ltiview({'nyquist','bode'},Gh)

Transfer function:
680 s^2 + 1760 s + 1080
------------------------------------------------s^5 + 8 s^4 + 1724 s^3 + 6134 s^2 + 9163 s + 5946

12


Hình 1.11. Các đặc tính h(t), k(t) trong miền thời gian của hệ thống kín

13


Hình 1.12. Các đặc tính trong miền tần số của hệ thống hở
Bài 3.3. Khảo sát các đặc tính động học của hệ thống
a, Hệ thống kín có cấu trúc hình 1.3
% Voi K =8
K=8;
G2=tf([K],[1 2]);
G5=tf([1],[0.5 1.5 1]);
G7=tf([1],[0.005 1]);

14


Gh=G2*G5 % G2 noi tiep G5
Gk=feedback(Gh,G7) % G7 phan hoi am Gh
ltiview({'step','impulse'},Gk)
ltiview({'nyquist','bode'},Gh)

Hình 1.13. Các đặc tính trong miền thời gian ứng với K = 8 hệ thống kín

15


Hình 1.14. Các đặc tính trong miền tần số ứng với K = 8 hệ thống hở
% Voi K = 17.564411
K=17.564411;
G2=tf([K],[1 2])
G5=tf([1],[0.5 1.5 1])
G7=tf([1],[0.005 1])
Gh=G2*G5 % G2 noi tiep G5
Gk=feedback(Gh,G7) % G7 phan hoi am Gh

16


ltiview({'step','impulse'},Gk)
ltiview({'nyquist','bode'},Gh

Hình 1.15. Các đặc tính trong miền thời gian ứng với K = 17.564411 hệ thống kín

17


Hình 1.16. Các đặc tính trong miền tần số ứng với K = 17.564411 hệ thống hở
% Voi K = 20
K=20;
G2=tf([K],[1 2])
G5=tf([1],[0.5 1.5 1])

G7=tf([1],[0.005 1])
Gh=G2*G5 % G2 noi tiep G5
Gk=feedback(Gh,G7) % G7 phan hoi am G25

18


ltiview({'step','impulse'},Gk)
ltiview({'nyquist','bode'},Gh)

Hình 1.17. Các đặc tính trong miền thời gian ứng với K = 20 hệ thống kín

19


Hình 1.18. Các đặc tính trong miền tần số ứng với K = 20 hệ thống hở
b, Hệ thống kín có cấu trúc hình 1.4
% Khai bao ham truyen cac khau
STT=7;
G1=tf([10],[1 1]);
G2=tf([STT],[1 2]);
G3=tf([10],[1 3]);
G4=tf([4],[1 1]);
G5=10;
20


G6=tf([3],[1 1]);
G12=G1+G2; % G1 song song G2
G123=G12*G3; % G12 noi tiep G3

GA=feedback(G123,G5); % G5 phan hoi am G123
Gh=GA*G4; % GA noi tiep G4
Gk=feedback(Gh,G6)
ltiview({'step','impulse'},Gk)
ltiview({'nyquist','bode'},Gh)
% Khai bao ham truyen cac khau
STT=7;
G1=tf([10],[1 1]);
G2=tf([STT],[1 2]);
G3=tf([10],[1 3]);
G4=tf([4],[1 1]);
G5=10;
G6=tf([3],[1 1]);
% Xac dinh ham truyen cua he thong
G12=G1+G2; % G1 song song G2
G34=G3*G4; % G3 noi tiep G4
GA=G5/G4; % G5 noi tiep 1/G4
GB=feedback(G34,GA); % GA phan hoi am G34
Gh=G12*GB; % G12 noi tiep GB
Gk=feedback(Gh,G6)
% Khao sat cac dac tinh thoi gian
21


ltiview({'step','impulse'},Gk)
% Khao sat cac dac tinh tan so
ltiview({'nyquist','bode'},Gh)

Transfer function:
680 s^2 + 1760 s + 1080

------------------------------------------------s^5 + 8 s^4 + 1724 s^3 + 6134 s^2 + 9163 s + 5946

Transfer function:

2720 s^2 + 7040 s + 4320
------------------------------------------------4 s^5 + 432 s^4 + 2096 s^3 + 3736 s^2 + 11052 s

+ 13784

22


Hình 1.19. Các đặc tính trong miền thời gian hệ thống kín

23


Hình 1.20. Các đặc tính trong miền tần hệ thống hở

24