Bài giảng Cơ sở tự động: Chương 6 - TS. Huỳnh Thái Hoàng

Μον ηοχ

Χ Σ⇔ Τ√∉ ∇Ο⊗ΝΓ
Βιν σο ν: ΤΣ. Ηυ νη Τη〈ι Ηο◊νγ
Β mν đι υ κηι ν τ đ νγ
Κηοα ι ν – ι ν Τ
ι η χ Β〈χη Κηοα ΤΠΗΧΜ
Εmαιλ: ητηοανγ≅ηχmυτ.εδυ.ϖν
Ηοmεπαγε: ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/
Γι νγ ϖιν: ΗΤΗο◊νγ, ΝςΗ ο, Ν Ηο◊νγ, ΒΤΗυψ ν, ΗΗΠη

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ∠ΗΒΚ ΤΠΗΧΜ

νγ, ΗΜΤρ

1


Χηνγ 6

ΤΗΙΕℑΤ ΚΕℑ ΗΕ⊗ ΤΗΟℑΝΓ
∇ΙΕℵΥ ΚΗΙΕ⊕Ν ΛΙΕℜΝ ΤΥ∉Χ

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

2

Νοι δυνγ χηνγ 6








Κηαιι νιεm
Κηα
Α⇔νη ηνγ χυα χαχ κηαυ ηιευ χηνη 〉ε〈ν χηα〈τ λνγ χυα ηε
τηο〈νγ
Τηι 〈τ κε〈
Τηιε〈
κ 〈 ηε
η  τηο〈
η 〈νγ δυ
δ νγ πηνγ
η
πηα
η π Θ∇ΝΣ
Τηιε〈τ κε〈 ηε τηο〈νγ δυνγ πηνγ πηαπ βιε∑υ 〉ο◊ Βοδε
Τηιε〈τ κε〈 βο 〉ιε◊υ κηιε∑ν ΠΙD
Τηιε〈τ κε〈 ηε τηο〈νγ δυνγ πηνγ πηαπ πηαν βο〈 χχ
Τηιε〈τ κε〈 βο χ λνγ τρανγ τηαι

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

3


Κηαι νιεm

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

4


Κηαι νιεm


Τηιεττ κε
Τηιε〈
κε〈 λα
λα τοαν
τοαν βο θυα
θυα τρνη βο
βο∑ συνγ χαχ
χαχ τηιετ
τηιε〈τ β∫ πηαν
πηα◊ν χνγ
χνγ
χυ⌡νγ νη τηυατ τοαν πηα◊ν mε◊m ϖαο ηε χηο τρχ 〉ε∑ 〉χ ηε
ψευ χα◊υ ϖε◊ τνη ο∑ν 〉∫νη,

∫ , 〉ο χηνη ξαχ, 〉απ νγ
mι τηοα mα⌡ν ψ
θυα 〉ο,…

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

5


Ηιευ χηνη νο〈ι τιε〈π


Βο 〉ιευ
〉ιε◊υ κηιεν
κηιε∑ν νοι
νο〈ι τιεπ
τιε〈π ϖι
ϖι ηαm
ηαm τρυψεν
τρυψε◊ν χυα
χυα ηε η.
η

Ρ(σ)

+



ΓΧ(σ)

Γ(σ)

Ψ(σ)



Χαχ βο 〉ιε◊υ κηιε∑ν: σm πηα, τρε∑ πηα, σm τρε∑ πηα,Π, ΠD, ΠΙ,
ΠΙD,…
ΠΙD



Πηνγ πηαπ
πηαπ τηιετ
τηιε〈τ κε:
κε〈: Θ∇ΝΣ,
Θ∇ΝΣ βιευ
βιε∑υ 〉ο
〉ο◊ Βοδε

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

6

∇ιε◊υ κηιε∑ν ηο◊ι τιε〈π τρανγ τηαι


Τα〈〈τ χα χαχ τρανγ τηαι χυα ηε τηο〈〈νγ 〉χ πηαν ηο◊◊ι τρ ϖε◊◊ νγο⌡ ϖαο
ρ(τ)

+



υ(τ)

ξ (t )  Αξ (t )  Βu (t )

ξ(τ)

Χ

ψ(τ)

Κ



Βο 〉ιε◊υ κηιε∑ν: u (t )  r (t )  Κξ (t )

Κ  k1 k2  kn 



Πηνγ πηαπ
πηαπ τηιετ
τηιε〈τ κε:
κε〈: πηαν
πηαν βο
βο〈 χ
χχχ, ΛΘΡ,…
ΛΘΡ

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

7


Α⇔
Ανη
νη ηνγ
ηνγ χυα
χυα χα
χαχχ κηαυ
κηαυ
ηιευ χηνη 〉ε〈ν χηα〈τ λνγ χυα ηε τηο〈νγ

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

8

Α⇔νη ηνγ χυα χχ


Κηι τηεm
τηεm 1 χ
χχχ χο
χο πηαν
πηα◊ν τη
τηχχ αm
αm ϖαο
ϖαο ηαm
ηαm τρυψεν
τρυψε◊ν ηε η
η τη
Θ∇ΝΣ χυα ηε κν χο ξυ ηνγ τιε〈ν ϖε◊ πηα τρυχ αο, ηε τηο〈νγ σε⌡
∫ ην,, 〉ο δ τρ⌡ βιεν ϖα 〉ο δ τρ⌡ π
πηα γ
γιαm, 〉ο ϖοτ
κεm ο∑ν 〉∫νη
λο〈 τανγ.
Ιm σ

Ρε σ

9 Σεπτεmβερ 2011

Ιm σ

Ρε σ

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

Ιm σ

Ρε σ

9


Α⇔νη ηνγ χυα ζερο


Κηι τηεm
τηεm 1 ζερο χο
χο πηαν
πηα◊ν τη
τηχχ αm
αm ϖαο
ϖαο ηαm
ηαm τρυψεν
τρυψε◊ν ηε η
η τη
Θ∇ΝΣ χυα ηε κν χο ξυ ηνγ τιε〈ν ξα τρυχ αο, δο 〉ο ηε τηο〈νγ
∫ ην,, 〉ο δ τρ⌡ βιεν ϖα 〉ο δ τρ⌡ π
πηα τανγ, 〉ο ϖοτ λο〈
σε⌡ ο∑ν 〉∫νη
γιαm.

9 Σεπτεmβερ 2011

Ιm σ

Ιm σ

Ιm σ

Ρε σ

Ρε σ

Ρε σ

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

10


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη σm πηα


Ηαm τρυψεν:
Ηαm
τρυψε◊ν:
GC ( s )  K C







1  Ts
1  Ts

(  1)

∇αχ τνη τα◊ν σο〈:
1  Tj
GC ( j )  K C
1  Tj
Χηυ ψ χαχ για τρ∫ τρεν βιε∑υ 〉ο◊ Βοδε
1    1 
 mαξ  σιν 

  1
1
 mαξ 
T 
L ( mαξ )  20 λγ K C  10 λγ 
Κηαυ σm π
πηα χαι τηιεν 〉απ νγ
θυα 〉ο (ΠΟΤ, τθ〉,..)
9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

11

Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη τρε∑ πηα


Ηαm τρυψεν:
Ηαm
τρυψε◊ν:
GC ( s )  K C







1  Ts
1  Ts

(  1)

∇αχ τνη τα◊ν σο〈:
1  Tj
GC ( j )  K C
1  Tj
Χηυ ψ χαχ για τρ∫ τρεν βιε∑υ 〉ο◊ Βοδε
1    1 
 mιν  σιν 

   1
1

mιν 
T 
L (mιν )  20 λγ K C  10 λγ 
Κηαυ τρε∑ π
πηα λαm γ
γιαm σαι
σο〈 ξαχ λαπ.
9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

12


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη σm τρε∑ πηα


Η m τρυψε◊◊ν: GC ( s)  KC  1  1T1s   1   2T2 s 
Ηα






Βιε∑υ 〉ο◊ Βοδε:



Κηαυ σm τρε∑ πηα χαι τηιεν 〉απ νγ θυα 〉ο, γιαm σαι σο〈 ξαχ λαπ.

9 Σεπτεmβερ 2011

 1  T1s   1  T2 s 

(1  1, 2  1)

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

13


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη τ λε (Π)


Η m τρυψε◊◊ν:
Ηα



Ηε σο〈 τ λε χανγ λν σαι σο〈 ξαχ λαπ χανγ νηο.



Τρονγ 〉α σο〈 χαχ τρνγ ηπ ηε σο〈 τ λε χανγ λν 〉ο ϖοτ λο〈 χανγ
χαο, ηε τηο〈νγ χανγ κεm ο∑ν 〉∫νη.



Τη δυ: 〉απ νγ
χυα ηε τηο〈νγ ηιευ

χηνη
η η νο〈〈ι τιε〈
ι 〈π δυ
δ νγ
βο 〉ιε◊υ κηιε∑ν τ λε
ϖι ηαm
ϖι
ηαm τρυψεν
τρυψε◊ν 〉οι
〉ο〈ι
τνγ λα:

GC ( s )  K P

ψ(τ)
(τ)

10
G ( s) 
( s  2)( s  3)
9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

14


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη ϖι πηαν τ λε (ΠD)


Ηαm τρυψεν:
Ηαm
τρυψε◊ν:



Βιε∑υ 〉ο
Βιευ
〉ο◊ Βοδε

GC ( s )  K P  K D s  K P (1  TD s )


Κηαυ ηιευ χηνη ΠD λα mοτ
τρνγ ηπ ριενγ χυα κηαυ ηιευ
χηνη σm
σm πηα,
πηα τρονγ 〉ο
〉ο 〉ο
λεχη πηα χχ 〉αι γι⌡α τν ηιευ
ρα ϖα τν ηιευ ϖαο λα mαξ=900,
τνγ νγ ϖι τα◊ν σο〈 mαξ=+.



Κηαυ ηιε
Κη
ηι υ χηνη
η η ΠD λα
λ m νηανη

η η
〉απ νγ χυα ηε τηο〈νγ, τυψ
νηιεν χυ⌡νγ λαm χηο ηε τηο〈νγ
ρα〈τ νηαψ ϖι νηιευ τα◊ν σο〈 χαο
9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

15


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη ϖι πηαν τ λε (ΠD)


Χη  ψ: Τη
Χηυ
Τη ι ηα
η νγ ϖιι πηα
η ν χανγ λ
λ ν 〉α
〉 π νγ χανγ νηανη
η η
ψ( )
ψ(τ)

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

16

Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη τχη πηαν τ λε (ΠΙ)


Ηαm τρυψεν:
Ηαm
τρυψε◊ν:



Βιε∑υ 〉ο
Βιευ
〉ο◊ Βοδε

KI
1
 K P (1 
GC ( s )  K P 
)
s
TI s


Κηαυ ηιευ χηνη ΠΙ λα mοτ
τρνγ ηπ ριενγ χυα κηαυ ηιευ
χηνη τρε
τρε∑ πηα,
πηα τρονγ 〉ο
〉ο 〉ο λεχη

πηα χχ τιε∑υ γι⌡α τν ηιευ ρα ϖα
τν ηιευ ϖαο λα mιν=900,
τνγ νγ ϖι τα◊ν σο〈 mιν=0.



Κηαυ ηιε
Κη
ηι υ χηνη
η η ΠΙ λα
λ m τανγ
βαχ ϖο σαι χυα ηε τηο〈νγ, τυψ
νηιεν χυ⌡νγ λαm χηο ηε τηο〈νγ χο
ϖοτ λο〈, τηι γιαν θυα 〉ο τανγ λεν
9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

17


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη τχη πηαν τ λε (ΠΙ)


Χηυ ψ:
Χηυ
ψ: Τηι
Τηι ηανγ
ηανγ τχη πηαν
πηαν χανγ

χανγ νηο
νηο 〉ο ϖο
ϖοττ λο
λο〈 χανγ
χανγ χαο
ψ(τ)

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

18


Α⇔νη ηνγ χυα κηαυ ηιευ χηνη ϖι τχη πηαν τ λε (ΠΙD)


Ηαm τρυψεν:
Ηαm
τρυψε◊ν:

KI
 KDs
GC ( s )  K P 
s
1
 GC ( s )  K P (1 
 TD s )
TI s


1 
1  TD 2 s 
 GC ( s )  K P 1 
 TI 1s 




Βιε∑∑υ 〉ο◊◊ Βοδε:

Κηαυ ηιευ χηνη ΠΙD:
 λαm

νηανη 〉απ νγ
θυα 〉ο

 τανγ

βαχ ϖο σαι χυα
ηε τηο〈〈νγ.

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

19


Σο σανη χαχ κηαυ ηιευ χηνη ΠD. ΠΙ. ΠΙD

ψ(τ)
(τ)

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

20


Τηιε〈
Τηιεττ κε〈
κε ηε τηο〈
τηονγ
νγ 〉ιευ
〉ιε◊υ κηιε∑
κηιεν
ν λιεν
λιεν τυ
τυχχ
δυνγ πηνγ πηαπ θυψ⌡ 〉αο νγηιεm σο〈

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

21


Τρνη τ τηιε〈τ κε〈 κηαυ ηιευ χηνη σm πηα δυνγ Θ∇ΝΣ

s  (1 / T )
Κηαυ ηιευ χηνη χα◊ν τηιε〈τ κε〈 GC ( s )  K C
s  (1/ T )


(  1)

Βχχ 1: Ξαχ
Β
Ξαχ 〉∫νη χαπ χ
χχχ θυψετ
θυψε〈τ 〉∫νη τ
τ ψευ
ψευ χαυ
χα◊υ τηιετ
τηιε〈τ κε
κε〈 ϖε
ϖε◊ χηατ
χηα〈τ
λνγ χυα ηε τηο〈νγ τρονγ θυα τρνη θυα 〉ο:

∇ο ϖοτ λο〈 ΠΟΤ


Τηι γιαν θυα 〉ο,...





∗
2

s





j

1


1, 2
n
n


 n
∗
Βχ 2: Ξαχ
Βχ
Ξαχ 〉∫νη γοχ
γοχ πηα χαν
χα◊ν βυ
βυ 〉ε
〉ε∑ χαπ χ
χχχ θυψετ
θυψε〈τ 〉∫νη s1, 2 ναm

ναm
τρεν Θ∇ΝΣ χυα ηε τηο〈νγ σαυ κηι ηιευ χηνη βανγ χονγ τηχ:
n

  180  
∗

0

i 1

αργ(
γ( s1∗

m

 pi )   αργ(
γ( s1∗  zi )
i 1

τρονγ 〉ο πι ϖα ζι λα χαχ χχ χυα ηε τηο〈νγ Γ(σ) τρχ κηι ηιευ χηνη.
 ∗  180 0   γοχ
γοχ τ
τ χαχ
χαχ χ
χχχ χυα
χυα G ( s ) 〉εν
〉ε〈ν χ
χχχ s1∗
  γοχ τ χαχ ζερο χυα G ( s ) 〉ε〈ν χχ s1∗

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

22


Τρνη τ τηιε〈τ κε〈 κηαυ ηιευ χηνη σm πηα δυνγ Θ∇ΝΣ (ττ)


Βχχ 3: Ξαχ
Β
Ξαχ 〉∫νη ϖ∫ τρ χχ
χχ ϖα
ϖα ζερο χυα
χυα κηαυ
κηαυ ηιευ χηνη
ςε⌡ 2 ν⌡α 〉νγ τηανγ βα〈τ κψ ξυα〈τ πηατ τ χχ θυψε〈τ 〉∫νη s1∗ σαο
χηο 2 ν⌡α 〉νγ τηανγ ναψ ταο ϖι νηαυ mοτ γ
γοχ βανγ ∗ . Γιαο
〉ιε∑m χυα ηαι ν⌡α 〉νγ τηανγ ναψ ϖι τρυχ τηχ λα ϖ∫ τρ χχ ϖα
ζερο χυα κηαυ ηιευ χηνη.
Χο ηαι χαχη
Χο
χαχη ϖε
ϖε⌡ τηνγ
τηνγ δυνγ:
δυνγ:
 ΠΠ 〉νγ πηαν γιαχ (〉ε∑ χχ ϖα ζερο χυα κηαυ Η/Χ γα◊ν νηαυ)
τιευ νγηιεm (〉ε

(〉ε∑ ηα
ηα βαχ χυα
χυα ηε τηονγ)
τηο〈νγ)
 ΠΠ τριετ τιευ



Βχ 4: Τνη ηε σο〈 κηυε〈χη 〉αι ΚΧ βανγ χαχη απ δυνγ χονγ τηχ:

GC ( s )G ( s ) s s∗  1
1

9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

23


Τη δυ τηιε〈τ κε〈 κηαυ ηιευ χηνη σm πηα δυνγ Θ∇ΝΣ
Ρ(σ)

+



ΓΧ(σ)

50

s( s  5)

Ψ(σ)



Ψεε υ χα
χα◊υ: τηιε〈τ κε〈 κηαυ ηιευ χηνη ΓΧ(σ) 〉ε∑ 〉απ νγ θ
θυα 〉ο χυα
ηε τηο〈νγ σαυ κηι ηιευ χηνη τηοα: ΠΟΤ<20%; τθ〉 < 0,5 σεχ (τιευ
χηυα∑ν 2%).



Γιαι:



ς ψ
ψευ χα◊υ τηιε〈τ κε〈 χαι τηιεν 〉απ νγ θ
θυα 〉ο νεν κηαυ ηιευ χηνη
χα◊ν τηιε〈τ κε〈 λα κηαυ σm πηα

s  (1 / T )
GC ( s)  K C
s  (1 / T )
9 Σεπτεmβερ 2011

(  1)

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

24


Τη δυ τηιε〈τ κε〈 κηαυ ηιευ χηνη σm πηα δυνγ Θ∇ΝΣ (ττ)
Βχ 1: Ξαχ 〉∫νη χαπ χχ θυψε〈〈τ 〉∫νη


 

 λν 0.2  1,6    0,45
POT  εξπ 
 0.2  
2
2

1
1   




Χηον   0,707

t θ〉 

4

 n

 0,5

4
 n 
0,5  

 n  11,4

Χηον  n  15
θυψε〈
ψ τ 〉∫νη
∫ λα:
Χαπ χχ θ
s1∗, 2   n  j n 1   2  0,707  15  j15 1  0,707 2
s1∗, 2  10,5  j10,5
9 Σεπτεmβερ 2011

♥ Η. Τ. Ηο◊νγ − ωωω4.ηχmυτ.εδυ.ϖν/∼ητηοανγ/

25