Chương 5: Phân tích hệ ₫iều khiển phản hồi

Chương 5: Phân tích hệ ₫iều khiển
phản hồi
Điềukhiển quá trình
2
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
Nộidung chương 5
5.1 Cấu hình chuẩn của hệ điều khiển phản hồi
5.2 Chuẩn hóa mô hình
5.3 Phát biểu bài toán chuẩn
5.4 Đánh giá chất lượng trên miền thời gian
5.5 Đánh giá chất lượng trên miền tần số
3
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
Mục ₫ích bài giảng
 Làm rõ các yếu tố liên quan tới chất lượng của một hệ
thống điều khiển phản hồi
 Những nguyên tắc cơ bản nhất trong thiết kế một bộ
điều khiển phản hồi
4
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
5.1 Cấu hình chuẩn
r
K
G
y
u
Quá trình KT
–

+
G
d
n
+
+
y
m
Bộ điều khiển
P
d
G mô hình đối tượng
G
d
mô hình nhiễu
K khâu điều chỉnh
Pkhâu lọc trước
r tín hiệu đặt, giá trị đặt
u tín hiệu điều khiển
y tín hiệu ra được điều khiển
y
m
tín hiệu đo, tín hiệu phản hồi
d nhiễu quá trình (không được đo)
n nhiễu đo
5
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
Ví dụ hệ thống ₫iều khiển nhiệt ₫ộ
12

11 22
1dT
FT FT FT
dt V V V
ρρ
ρρ
=+−
6
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
7
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
 Mô hình tuyến tính hóa tại điểm làm việc
2
11
2
()
() () () () ()
()
pd
Fs
Ts G s F s s T s
Ts
⎡⎤
Δ
⎢⎥
⎢⎥
Δ = Δ + Δ
⎢⎥

⎢⎥
Δ
⎣⎦
G

[]
123
1
() , ()
11
p
pdddd
k
Gs s k k k
ssττ
==
++
G

11 22 11 22
123
,, ,,
pd dd
VTT TT F F
kk kk
FF F FF
ρρ ρρ ρ ρ
τ
ρρρρ
−−

== = = =
()
1
v
v
v
k
Gs
sτ
=
+


()
1
m
m
m
k
Gs
sτ
=
+


 Mô hình van điều khiển và thiết bị đo
8
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
Cấu trúc ₫ơn giản hóa hệ ĐK nhiệt ₫ộ

C
cần được chọn sao cho có đặc tính gần giống với , ít ra là ở hệ
số khuếch đại tĩnh.
Trong thực tế ta có thể chọn
C
= hoặc
C
= .
m
G

m
k

m
G

9
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
Ví dụ hệ thống ₫iều khiển thành phần
R = w
1
/(w
1
+w
2
)
1212 2
()()

()
dx
Ah w w x x R x x
dt
ρ =+ −−+
10
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
12 1 2
() (1)
Vd x
xxxRRx Rx
wdt
ρ Δ
+ Δ = −Δ+ Δ + −Δ
1212 2
()()
()
dx
Ah w w x x R x x
dt
ρ =+ −−+
Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc
12
1
() , 1
11
pd
xx
Gs R R

ssττ
−
⎡ ⎤
== −
⎣ ⎦
++
G

/Vwτρ=
11
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
12
Chương 5: Phân tích hệ điều khiển phản hồi
© 2006 - HMS
5.2 Chuẩn hóa mô hình
 Mô hình ban đầu của quá trình chưa được chuẩn hóa:
() () () ()() () ()()
mpv md
ys GsGsGsus GsGsds=+
 

S
y
là dải tín hiệu đo, S
u
là dải tín hiệu điều khiển và S
d
là
dải nhiễu quá trình

 Chuẩn hóa tín hiệu:
/, /, /
yu d
yySuuSddS
== =


() ()() ()()
d
ys Gsus G sds
=+
()
() () () () () ()
()
() () () ()
m
puv m pv
y
m
dddmdd
y
Gs
Gs G sSG s G sG sG s
S
Gs
Gs SGs G sSGs
S
==
==





 Mô hình chuẩn hóa