Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động - Mô hình hoá hệ thống động học

MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC CHƯƠNG TRÌNH LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG NHỮ QUÝ THƠnhuquytho@yahoo.comnhuquytho@haui.edu.vn 2.3. Đáp ứng động học (Dynamic Performance) Xem xét hệ thống - Đáp ứng đầu ra sẽ thay đổi tuỳ theo đáp ứng đầu vào. - Nhiễu cũng ảnh hưởng đến đáp ứng ra của hệ thống. - Việc đưa các tính hiệu đầu vào khác nhau để nghiên cứu đáp ứng đầu ra là cần thiết để biết hệ thống có ổn định tuyệt đối hay không, đáp ứng ra có thoả mãn yêu cầu điều khiển hay không? Các bước thực hiện: + Phân tích hệ thống và xây dựng mô hình toán học cho hệ thống + Phân tích mô hình toán bằng các phương pháp khác nhau trong đó có phương pháp dùng biến đổi Laplace. + Đưa các tín hiệu đầu vào khác nhau để đánh giá tín hiệu đầu ra của hệ thống CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3. Đáp ứng động học (Dynamic Performance) Các tính hiệu đầu vào điển hình - Tín hiệu bậc thang đơn vị: - Tín hiệu hàm tăng dốc - Tín hiệu hình sin CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian a, Khâu khuếch đại (Khâu tỷ lệ) Từ đó: y(t) = K.u(t) Ví dụ: Cho hệ thống có phương trình: Đánh giá các tín hiệu đầu ra trong miền thời gian khi tín hiệu đầu vào là các tín hiệu điển hình. Giải pháp: Sử dụng Matlab simulink CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian b, Khâu quán tính (Khâu bậc nhất) - Khi tín hiệu đầu vào là hàm thang đơn vị - Khi tín hiệu đầu vào là hàm tăng dốc - Khi tín hiệu đầu vào là hàm sin CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian b, Khâu quán tính (Khâu bậc nhất) Ví dụ: Cho hệ thống có phương trình sau với hằng số thời gian T = 10s: Đánh giá các tín hiệu đầu ra trong miền thời gian khi tín hiệu đầu vào là các tín hiệu điển hình. Giải pháp: Sử dụng Matlab simulink CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian b, Khâu quán tính (Khâu bậc nhất) Đặc điểm của khâu quán tính khi đáp ứng đầu vào là hàm thang đơn vị CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC Hằng số thời gian (Time constant) là thời gian để thực hiện 63,2% tổng thay đổi trong đáp ứng đầu ra 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian c, Khâu dao động (Khâu bậc hai) - Khi tín hiệu đầu vào là hàm thang đơn vị - Khi tín hiệu đầu vào là hàm tăng dốc - Khi tín hiệu đầu vào là hàm sin CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian c, Khâu dao động (Khâu bậc hai) Ví dụ: Cho hệ thống có phương trình sau với : Đánh giá các tín hiệu đầu ra trong miền thời gian khi tín hiệu đầu vào là các tín hiệu điển hình. Giải pháp: Sử dụng Matlab simulink CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian c, Khâu dao động (Khâu bậc hai) CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC Đặc điểm của khâu dao ®éng khi đáp ứng đầu vào là hàm thang đơn vị 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian c, Khâu dao động (Khâu bậc hai) CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC Đặc điểm của khâu dao ®éng khi đáp ứng đầu vào là hàm thang đơn vị 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian c, Khâu dao động (Khâu bậc hai) CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC Đặc điểm của khâu dao ®éng khi đáp ứng đầu vào là hàm thang đơn vị 2.3.1 Đáp ứng động học trong miền thời gian c, Khâu dao động (Khâu bậc hai) CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐỘNG HỌC Đặc điểm của khâu dao ®éng khi đáp ứng đầu vào là hàm thang đơn vị