Xem mẫu
- Kỹ thuật điều khiển tự động
BÀI 1: KHÁI NIỆM
VÀ NGUYÊN LÝ CƠ BẢN
lt.sang@hutech.edu.vn
- Giới thiệu
Denis Papin’s water float regulator Wall’s fly-ball governor
lt.sang@hutech.edu.vn
- Giới thiệu
Hệ thống điều khiển là một nhóm các phần tử được liên kết lại với nhau nhằm
duy trì một kết quả mong muốn bằng cách tác động vào giá trị của một biến
nào đó trong hê thống.
Denis Papin’s water float regulator Wall’s fly-ball governor
lt.sang@hutech.edu.vn
- Giới thiệu
lt.sang@hutech.edu.vn
- Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt
Sơ đồ khối
Mỗi phần tử trong hê thống nhận một tín hiệu vào từ một số bộ phận của hệ
thống điều khiển và tạo nên một tín hiệu ra đưa vào những phần tử khác.
lt.sang@hutech.edu.vn
- Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt
lt.sang@hutech.edu.vn
- Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt
lt.sang@hutech.edu.vn
- Sơ Đồ Khối & Hàm Truyền Đạt
Hàm truyền đạt
- là mối quan hệ toán học giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra của y(t)
phần tử: TF =
x(t)
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển
Trong đó:
r(t): tín hiệu vào, chuẩn tham chiếu (reference input), giá trị đặt trước
y(t): tín hiệu ra (output), biến / đại lượng cần điều khiển, giá tri thực
yht(t): tín hiệu hồi tiếp
e(t): tín hiệu sai lệch, sai số
u(t): tín hiệu điều khiển
z(t): tín hiệu nhiễu
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển
Xét hệ thống điều khiển như trên:
-Đối tượng điều khiển là bồn nước
-Mục tiêu điều khiển là giữ mức nước trong bồn luôn ổn định và bằng trị số H0
cho trước dù lương nước tiêu thụ thay đổi như thế nào
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển
Hệ thống điều khiển vòng hở là hệ thống mà trong đó tín hiệu điều khiển không
có phụ thuộc vào bất kỳ tín hiệu nào từ quá trình.
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Hở
Thí dụ: hệ thống điều khiển vị trí anten
- Vị trí ban đầu: 00
- Vị trí mong muốn: 300
- Động cơ: 10/giây (ở điện áp định
mức)
Để thực hiện chuyển động mong muốn, bộ điều khiển xuất ra một xung tín hiệu
trong 30 giây.
Nếu động cơ làm việc chính xác, vị trí anten sẽ dừng chính xác ở 300.
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Hở
Xác định tốc độ của vật khi động cơ được cấp 12 V:
Velocity = 0.05 * 0.5 * 100 * 12 = 30 m/min
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Kín
Hệ thống điều khiển vòng kín là hệ thống mà trong đó tín hiệu điều khiển phụ
thuộc vào sự sai lệch giữa tín hiệu mong muốn và tín hiệu phản hồi.
Ba thao tác chính của một hệ thống vòng kín: Đo lường, ra quyết định và tác
động
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Kín
• Điểm điều chỉnh, biến được điều khiển, biến được đo, và điểm sai lệch.
• Quá trình: đại diện cho quá trình vật lý bị ảnh hưởng bởi cơ cấu tác động.
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Kín
• Bộ cảm biến: thực hiện đo giá trị thực
của biến được điều khiển, biến đổi thành
một đại lượng có thể sử dụng được và
phản hồi về bộ điểu khiển.
• Bộ điều khiển (bao gồm cả bộ so sánh):
thực hiện cơ chế điều khiển thích hợp
nhằm làm giảm giá trị sai lệch.
• Cơ cấu tác động: biến đổi tín hiệu điều
khiển thành tín hiệu tác động.
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Kín
Thí dụ: hệ thống điều khiển vị trí anten
- Vị trí ban đầu: 00
- Vị trí mong muốn: 300 (→ xd)
- Cảm biến góc: 10V / 3600
(→ xa)
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Kín
Tín hiệu điều khiển vc được xác định tùy
theo cơ chế điều khiển:
vs xa xd
vc = nếu
0 xa = xd
vc = C(xd −xa)
Vị trí anten được điều khiển chính xác hơn bất chấp độ ổn định của động cơ
cũng như độ chính xác của bộ truyền cơ khí.
lt.sang@hutech.edu.vn
- Hệ Thống Điều Khiển Vòng Kín
Thí dụ: xét sơ đồ một hệ thống kín điều khiển vị trí bàn máy
Khảo sát sự chuyển động của bàn máy khi bàn máy dịch chuyển từ vị trí 0.4 m
(ban đầu) sang bên phải ở vị trí 0.64 m. Giả sử thời gian lấy mẫu (phản hồi) là
0.1 giây.
lt.sang@hutech.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
