SLIDE CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG : Tổng quan về hệ thống điều khiển tự động

LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN
TỰ ĐỘNG
Giảng viên: Trương Thị Bích Thanh

1

Automatic Control Systems


Chương 1: Tổng quan về hệ
thống điều khiển tự động

2

Automatic Control Systems


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
1. Khái niệm

Automatic Control Systems

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
1. Khái niệm

Automatic Control Systems

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
1. Khái niệm

Automatic Control Systems

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
1. Khái niệm
•

Điều khiển tự động là một quá trình điều khiển các thiết bị tự
động không có sự can thiệp của con người.

•

Nó là một quá trình sử dụng các thiết bị với những cách thức
đặc biệt để đưa tín hiệu vào đối tượng điều khiển nhằm tạo ra
một tín hiệu đầu ra như mong muốn.

Input
X(t)

Automatic Control Systems

Hệ thống điều
khiển tự động

Output
y(t)

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
1.

Khái niệm
•

Ví dụ về hệ thống điều khiển

Automatic Control Systems

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
2.

Thành phần cơ bản của một hệ thống điều khiển
E

X

U

Y
ĐTĐK

TBĐK
Z
TBPH

TBĐK: Thiết bị điều khiển, bộ điều chỉnh
ĐTĐK: Đối tượng điều khiển
TBPH: cơ cấu đo lường

Automatic Control Systems

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động

2.

Thành phần cơ bản của một hệ thống điều khiển
E

X

U

Y
ĐTĐK

TBĐK
Z
TBPH

Các tín hiệu có trong hệ thống gồm:
• X: tín hiệu vào, tín hiệu đặt  giá trị mong muốn (set point (SP))
• Y: tín hiệu ra, tín hiệu được điều khiển (Controlled Variable, Process Value (PV))
• U: tín hiệu điều khiển (Control Signal)
• Z: tín hiệu phản hồi (Measured Signal)
• E: sai lệch điều khiển (Control Error)
Automatic Control Systems

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động

3. Ví dụ về ứng dụng của hệ thống điều khiển

Automatic Control Systems

10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
3. Ví dụ về ứng dụng của hệ thống điều khiển

Automatic Control Systems

11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Khái niệm về Điều khiển tự động
3. Ví dụ về ứng dụng của hệ thống điều khiển

Automatic Control Systems

12


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Các nguyên tắc điều khiển tự động

1. Nguyên tắc giữ ổn định: Giữ tín hiệu ra y = const trong
quá trình điều khiển. Có 3 phương pháp
 Phương pháp điều khiển theo sai lệch

Automatic Control Systems

13


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Các nguyên tắc điều khiển tự động
1. Nguyên tắc giữ ổn định: Giữ tín hiệu ra y = const trong
quá trình điều khiển. Có 3 phương pháp
 Phương pháp bù tác động bên ngoài

Automatic Control Systems

14


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Các nguyên tắc điều khiển tự động
1. Nguyên tắc giữ ổn định: Giữ tín hiệu ra y = const trong
quá trình điều khiển. Có 3 phương pháp
 Phương pháp hỗn hợp

Automatic Control Systems

15


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Các nguyên tắc điều khiển tự động
1. Nguyên tắc giữ ổn định
2. Nguyên tắc điều khiển theo chương trình
• Tín hiệu ra y = y(t) theo một chương trình đã định sẵn
• Các thiết bị có lưu trữ chương trình: PLC, CLC …

Automatic Control Systems

16


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Phân loại hệ thống điều khiển
 Phân loại theo đặc điểm tín hiệu ra
 Tín hiệu ra ổn định
 Tín hiệu ra theo chương trình

 Phân loại theo số vòng kín
 Hệ hở: không có vòng kín nào
 Hệ kín: có một hoặc nhiều vòng phản hồi

Automatic Control Systems

17

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Automatic Control Systems

18


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Phân loại hệ thống điều khiển
Phân loại theo khả năng quan sát tín hiệu
 Hệ thống liên tục
 Hệ thống không liên tục: phân biệt hệ thống gián đoạn và hệ
thống các sự kiện gián đoạn

Automatic Control Systems

19


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Automatic Control Systems

20


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Phân loại hệ thống điều khiển
 Phân loại theo mô tả toán học
 Hệ tuyến tính: đặc tính tĩnh của tất cả các phần tử trong hệ
thống là tuyến tính, tuân theo nguyên lý xếp chồng
 Hệ phi tuyến: có ít nhất một đặc tính tĩnh của hệ là một hàm
phi tuyến
 Hệ thống tuyến tính hóa: hệ phi tuyến, nhưng có thể tuyến
tính gần đúng với một số điều kiện cho trước.

Automatic Control Systems

21


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Sơ đồ Hệ thống điều khiển trong một nhà máy

Automatic Control Systems

22


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Sơ đồ Hệ thống điều khiển trong một nhà máy

Automatic Control Systems

23


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Phép biến đổi Laplace

Automatic Control Systems

24


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Phép biến đổi Laplace

Automatic Control Systems

25