XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG

XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG
XÉT ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG
N
-
WĐ
WBĐ
KTHKHCKTG
-
UCĐ
HÌNH 5-1
V- 1 Mục đích và ý nghĩa
Trong qúa trình làm việc của hệ thống truyền động điện tự động, do nhiễu loạn hoặc
do nhiều nguyên nhân khác mà hệ thống có thể bị mất ổn định. Tính ổn định của hệ
thống là tính hệ thống có thể trở lại trạng thái ban đầu khi nhiễu loạn mất đi sau một
khoảng thời gian nào đó hoặc khả năng xác lập trạng thái ổn định mới khi sai lệch đầu
vào thay đổi.
Xét ổn định cho hệ thống là xem hệ thống có ổn định hay không dựa vào các tiêu
chuẩn ổn định. Từ đó ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thống để hệ thống làm việc an toàn,
tin cậy đặt được các yêu cầu mong muốn.
Dựa vào đặc tính tĩnh của hệ thống ta thấy rằng các phản hồi âm dòng và âm tốc độ
luôn có xu hướng làm ổn ddịnh hệ thống . Chỉ có phần đặc tính làm việc có đặc tính cơ
cứng nhất là dễ mất ổn định hơn cả. Do đó ta chỉ xét ổn định ở vùng này, trong vùng
này chỉ có phản hồi âm tốc độ tác dụng . Sơ đồ khối của hệ thống lúc này được biểu
diễn trên hình 5-1

v-2 xét ổn định của hệ thống
Hàm truyền của hệ thống là:
W
K K K K W
K K K K W
TH TG HC BD D

TH TG HC BD D
=
+
.
. .1 γ
Trong đó: W
BĐ
= K
BĐ
/ (1 + T
BĐ
P ) là hàm truyền của bộ biến đổi.
T
BĐ
= 1 / 2qf là hằng số thời gian của bộ biến đổi.
q là tần số xung chỉnh lưu. q = 3
f = 50 Hz là tần số lưới.
T
BĐ
= 1 / (2.3.50) = 3,33 . 10
-3
s
+ Điện cảm phần ứng động cơ được tính:
L
ư
= ϒU
đm
/ (P.I
đm
.n

đm
) = 5,7.220/ (1,2.9.1600) = 0,0566 H
ϒ =5,7 là hệ số cấu tạo của động cơ .
L
ư
∑
=L
CK
+ L
CK1
+ L
ư
= 125 + 200 + 56,6 = 381,6 mH
T
∋
= l
∑
/ R
∑
= 381,6 / 2,92 = 0,13 s
T
GD R
K
s
W
K
T T P T P
W
K
T P T T P T P K

P P P
M
t
B
D
D
M E M
P
BD M E M
= = =
=
+ +
⇒ =
+ + + +
=
+ + +
− − −
2
2
2
2
2
7 3 4 2 4
375 9 55
0 75 2 92 7 8
375 9 55
0 0372
1
1 1
621504

159 5810 49 5810 40510 4662 28
.
. , .
, . , .( , )
. ,
, ( )
( )( )
, . , . . ,
γ
Trong đó:W
Đ
Là hàm truyền của động cơ
R
t
Là điện trở tổng R
t
= R
∑
K =K
TG
K
TH
K
HC
K
BĐ
K
Đ
Là hệ số khuyếch đại của hệ thống .
T

E
= T
∋
Lập bảng Raox:
159,58.10-7 405.10-449,58.10-4 4662,28389,994662,28
n
W0
1/
UCĐ
-
Ta thấy các số hạng trong cột thứ nhất của bảng Raox đều dương, như vậy hệ
thống đã ổn định.
VI - 3 hiệu chỉnh hệ thống
Ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thống theo
đặc tính biên độ Lôgarit . Muốn vậy trước hết ta đưa hệ thống về phản hồi
âm một đơn vị (Hình 5-2)
HÌNH 5-2
W
K
T P T T P T P
W
K
T P T P T P
BD M E M
0
2
0
2 1
2
2

1
1 1
2 1
=
+ + +
=
+ + +
γ
γ
ξ
.
( )(
.
( !)(

Với T
2
= T
BĐ
= 3,33.10
-3
s
ω
2
= 1/ T
2
= 300 rad/s ⇒ lgω
2
= 2,4771 dec

T T T
M E1
3
69 5510= =
−
, .
s
ω
1
= 1/ T
1
= 14,38 ⇒ lgω
1
= 1,1577 dec
20lgϒK = 73,37
ξ =
T
T
M
E
4
0 267= ,
Từ các số liệu trên ta vẽ được đặc tính L
0
là đặc tính biên độ - lôga của hàm W
0
* Tiến hành xây dựng L
m
là dặc tính biên độ - logarit mong muốn dựa trên các chỉ tiêu
chất lượng động:

δ
max
≤ 30%
T
max
≤ 0,3 (s)
Từ chỉ tiêu δ
max
≤ 30% theo giáo trình tự động điều chỉnh, tra đường cong xác định tần
số cắt ω
c
ta có:
T
C
max
=
4π
ω
Với điều kiện T
max
≤ 0,3 (s) ⇒ ω
c
= 13π. Từ ω
c
= 13π kẻ đường có độ nghiêng -
20db/dec. Vùng trung tần của L
m
giới hạn bởi ω
2
và ω

3
= ω
c
2
/ ω
2
= 5,559 rad/s
⇒ lgω
3
= 0,745.
Từ điểm ω
3
vừa xác định trên L
m
kẻ đường nghiêng -20db/dec , đường này cắt L
0
tại ω
4
và vùng hạ tần của L
m
là ω ÷ ω
4
.
Vùng tần số cực thấp của L
m
trùng với L
0
. Bằng tính toán hình học ta tính được:
ω
4

= 0,22 rad ⇒ lgω
4
= - 0,656
Từ ω
2
kẻ đường nghiêng -60 db/dec , vùng tần số lớn hơn ω
2
là vùng cao tần của L
m
Qua L
0
và L
m
ta xác định được L
hc
= L
m
- L
0

Từ đặc tính ta viết hàm hiệu chỉnh:
W
T P
T P T P
T P
hc
=
+
+ +
+

1
1
1 1
1
4
2
3 1
2
( )
( )( )
( )
Từ đây ta đưa ra hai loại khối hiệu chỉnh như sau:
+ Khối thứ nhất là một khuyếch đại thuật toán
kết hợp với tụ điện - điện trở
Hàm truyền của khối hiệu chỉnh này là:
W
u
u
K
T P
T P
P
r
v
R
= =
+
+
1
1

1
2
Với K
R
= R
3
/ R
5
và T
1
= R
2
C ; T
2
= (R
2
+ R
3
)C
Loại này hiệu chỉnh cho dạng: T
1
< T
2