123tailieu.com Bai Thi Nghiem 1 Cac Dac Tinh Cua He Thong Dieu Khien Tu Dong

8/18/2019 123tailieu.com Bai Thi Nghiem 1 Cac Dac Tinh Cua He Thong Dieu Khien Tu Dong

1/38

Bài thí nghiệm 1

Các đặc tính của hệ thống điều khiển tự động

1. Khảo sát các đặc tính của các khu động h!c c" #ản

a. Khu tích $hnw(s) =

Xét 2 trường hợp: K=5 và K=20.

%&i K'(

>> w = tf([5],[1 0]);

>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist', w);

%&i K')*>> w = tf([!0],[1 0]);>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist', w);


2/38

#. Khu +i $hn thực t,

w(s) =

Với K=20; T=0.1

>> w = tf([!0 0],[0"1 1]);

>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist',w);


3/38

c. Khu -uán tính #c nh/t

w(s) =

%&i K')*0 '(*

>> w = tf([!0],[50 1]);


%&i K')*0 '1**

>> w = tf([!0],[100 1]);



4/38

2. Khu #c )

w(s) =

K = 20 T = 10 ! = 0 0.25 0.5 0."5 1

%3 hàm -uá độ h4t5 cho các t678ng h9$

# m file

$ = !0;

% = 10;

s = tf('s');

fo& d=00"!51

w = $(%!*s! + !*d*%*s + 1);

step(w);

old on;

end


5/38

###$h%n &ét: Khi ! t'ng * +, nh-.

%3 hàm -uá độ :ung k4t5

# m file

$ = !0;% = 10;

s = tf('s');

fo& d=00"!51

w = $(%!*s! + !*d*%*s + 1);

impulse(w);

old on;

end


6/38

Khảo sát đặc tính t;n #i


7/38

Khảo sát đặc tính t;n =oga

# m file

$ = !0;

% = 10;

s = tf('s');

fo& d=00"!51

w = $(%!*s! + !*d*%*s + 1);

bode(w);

old on;

end


8/38

). >m hàm t6u?ền t7"ng đ7"ng của hệ thống

1 = ; 2 = ; / = ; 1 =

hưng tr3nh:>> -1 = tf([1 1], .onv([1 /], [1 5]));

>> -! = tf([1 0], [1 ! ]);

>> -/ = tf([1], [1 0]);

>> 1 = tf([1], [1 !]);

>> -1/ = p2&2llel(--/);

>> -!1 = feedb2.3(-!1);

>> - = se&ies(-1/-!1);

>> w = feedb2.3(-,1)

w =


9/38

! s4 + 1/ s/ + // s! + /0 s

s6 + 1! s5 + 6! s4 + 17/ s/ + /56 s! + !80 s

9ontinuoustime t&2nsfe& fun.tion"

Khảo sát đặc tính t6ong miền th8i gian h4t5@ A4t5 của hệ kín

>> ltiview({'step','impulse', w)

Khảo sát các đặc tính t6ong miền t;n số n?-uist +à #o2 của hệ thống h

>> ltiview({'bode','nyquist', -);


10/38

D. Khảo sát đặc tính của hệ thống

h4 h 67 68 tr96 như h3nh v:

Khảo sát hàm h4t5

>> 3 = ;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> = tf([1], [0"005 1]);

>> w = feedb2.3(-,);

>> step(w);

>> old on;

>> 3 = 18"564411;

>> -1 = tf([3], [1 !]);


11/38

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1])) ;

>> - = -1*-!;

>> = tf([1], [0"005 1]);

>> w = feedb2.3(-,);

>> step(w);

>> old on;

>> 3 = !0;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1])) ;

>> - = -1*-!;

>> = tf([1], [0"005 1]);

>> w = feedb2.3(-,);

>> step(w);

Khảo sát hàm A4t5

>> 3 = ;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> = tf([1], [0"005 1]);

>> w = feedb2.3(-,);

>> impulse(w);

>> old on;


12/38

>> 3 = 18"564411;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> = tf([1], [0"005 1]);

>> w = feedb2.3(-,);

>> impulse(w);

>> old on;

>> 3 = !0;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> = tf([1], [0"005 1]);

>> w = feedb2.3(-,);

>> impulse(w);

Khảo sát đặc tính t;n n?-uist

>> 3 = ;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> nyquist(-);


13/38

>> old on;

>> 3 = 18"564411;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> nyquist(-);

>> old on;

>> 3 = !0;

>> -1 = tf([3], [1 !]);

>> -! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

>> - = -1*-!;

>> nyquist(-);

>> old on;

Khảo sát đặc tính t;n =oga của hệ hE

3 = ;

-1 = tf([3], [1 !]);

-! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

- = -1*-!;

bode(-);

old on;


14/38

3 = 18"564411;

-1 = tf([3], [1 !]);

-! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

- = -1*-!;

bode(-);

old on;

3 = !0;

-1 = tf([3], [1 !]);

-! = tf([1], .onv([0"5 1], [1 1]));

- = -1*-!;

bode(-);

old on;

FFFGhn :HtE

• Khi K th< +i 6*6 +>6 t?nh tr4ng @iAn thời gin: thời gin * +, t'ng Bhi K t'ng

• Tr4ng @iAn tCn sD: Khi B th< +i !>6 t?nh tCn 6E h hF BhGng th< +i.


15/38

Bài thí nghiệm )E

Ing 2Jng mat=a# khảo sát tính n đLnh +à ch/t =79ng của hệ thống4GhMm (5

1.Nác đLnh K gh

à@ tr


16/38

J".222W

0.0115 U /.00i

0.0115 J /.00i

=K gh=0.255(K ghtt=0.2L)OKhảo sát đặc tính t6ong miền th8i gian của hệ kínE

a.KPK gh

K=0.2;K1=25;K2=L.5;T1=5;T2=0.5;T/=0.2;

w1=K#tM(K164nv(NT1 1ONT2 1O));

w2=tM(K2NT/ 1O);

wh=sRriRs(w1w2)

w=MRR!6B(w1w2)stRp(w)

Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

System: w

Peak amplitude: 0.289

Overshoot (%): 93.9

At time (sec): 1.01

System: w

Settling Time (sec): 31.4

###$h%n &ét: thDng h4Ht +,ng n +Ynh

7 Z=W/.W[;Thời gin &*6 P%p /1.s;si P6h t\nh =2[


17/38

#.KQK gh

K=0.2";K1=25;K2=L.5;T1=5;T2=0.5;T/=0.2; w1=K#tM(K164nv(NT1 1ONT2 1O))

w2=tM(K2NT/ 1O)

w=MRR!6B(w1w2)

stRp(w)

0 50 100 150 200 250-2

-1

0

1

2

3

4x 10

5 Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

###$h%n &ét:

thDng h4Ht +,ng BhGng n +Ynh Bhi KK gh

c.K'K gh

K=0.2L; K1=25;K2=L.5;T1=5;T2=0.5;T/=0.2;

w1=K#tM(K164nv(NT1 1ONT2 1O))w2=tM(K2NT/ 1O)


18/38

w=MRR!6B(w1w2)

stRp(w)

0 5 10 15-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

###$h%n &ét: thDng F i]n giới n +Ynh

OKhảo sát đặc tính t;n của hệ h

a.KPK gh

K=0.15;K1=25;K2=L.5;T1=5;T2=0.5;T/=0.2;

w1=K#tM(K164nv(NT1 1ONT2 1O))

w2=tM(K2NT/ 1O)

wh=w1#w2

n


19/38

-5 0 5 10 15-15

-10

-5

0

5

10

15Nyquist Diagram

Real Axis

I m a g i n a r y A x i s

#.K'K gh

K=0.2L;K1=25;K2=L.5;T1=5;T2=0.5;T/=0.2;


w2=tM(K2NT/ 1O)

wh=w1#w2

n


20/38

-5 0 5 10 15 20 25 30-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25Nyquist Diagram

Real Axis


c.KQK gh

K=0.25;K1=25;K2=L.5;T1=5;T2=0.5;T/=0.2;


w2=tM(K2NT/ 1O)

wh=w1#w2

n


21/38

-5 0 5 10 15 20 25 30-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25Nyquist Diagram

Real Axis


).Riệu chSnh #ộ TUV

à@ tr


22/38

Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

0 50 100 150 200 2500

0.5

1

1.5

System: w

Settling Time (sec): 132

System: w

Peak amplitude: 1.47

Overshoot (%): 47.4

At time (sec): 22.8

###$h%n &ét: thDng F trHng th*i n +Ynh

7 Z=".[thời gin &*6 P%p=1/2si P6h t\nh= 002Wha? đi các thXng số

O K$i2

Jia@ Kpi!:

h4P! 4n

Kpi!=5;Ti=100;T!=2;=0.05;K!t=5;T1=0;T2=0;

w1=Kpi!#(1UtM(1NTi 0O)UtM(NT! 0ON#T! 1O))

w2=tM(K!t64nv(NT1 1ONT2 1O))

w12=w1#w2

w=MRR!6B(w121)

stRp(w)

JT'ng Kpi!

Kpi!=20;Ti=100;T!=2;=0.05;K!t=5;T1=0;T2=0;



w12=w1#w2

w=MRR!6B(w121)


23/38

stRp(w)

Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

0 50 100 1500

0.5

1

1.5

Kpid=10

Kpid=5

Kpid=20

###$h%n &ét: Khi gia@ Kpi! t 67 i]n +, * +, gia@ nhưng thời gin * +, Pb hn.

Khi t'ng Kpi! i]n +, gia@ và thời gin * +, nhnh.

Oi

Jia@ Ti

Kpi!=10;Ti=50;T!=2;=0.05;K!t=5;T1=0;T2=0;


w2=tM(K!t64nv(NT1 1ONT2 1O)) w12=w1#w2

w=MRR!6B(w121)

stRp(w)

JT'ng Ti

Kpi!=10;Ti=200;T!=2;=0.05;K!t=5;T1=0;T2=0;


w2=tM(K!t64nv(NT1 1ONT2 1O)) w12=w1#w2


24/38

w=MRR!6B(w121)

stRp(w)

0 50 100 1500

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

Ti=50

Ti=100

Ti=200

###$h%n &ét: Bhi t'ng Ti th3 thời gin * +, gia@ i]n +, gia@

Khi gia@ Ti th3 thời gin * +, t'ng i]n +, t'ng

O2

Jia@ T!:

Kpi!=10;Ti=100;T!=0.5;=0.05;K!t=5;T1=0;T2=0;



w12=w1#w2

w=MRR!6B(w121)

stRp(w)

JT'ng T!

Kpi!=10;Ti=100;T!=;=0.05;K!t=5;T1=0;T2=0;



w12=w1#w2


25/38

w=MRR!6B(w121)

stRp(w)

0 50 100 150 200

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8Step Response

Time (sec)

A m p

l i t u d e

Td=0.5

Td=2

Td=8

###$h%n &ét:

UT'ng T! th3 i]n +, gia@ thời gin * +, gia@

Uia@ T! th3 thời gin * +, t'ng i]n +, t'ng

=Kct P%n:+d t'ng 6h8t Pượng h thDng th3 t gia@ Kpi! và t'ng Ti T!.


26/38

Bài thí nghiệm D

Ing 2Jng YUZ[\UGK để tng h9$ hệ thống điều khiển tự động

Bài 1EKhảo sát mX h>nh hệ thống điều khiển nhiệt độE

eG h3nh h thDng:K=200T1=50T2=200

si@PinB

fp @H6h như h3nh v tr4ng 6 s Pà@ vi6 6E si@PinB

Th< +i 6*6 6h sD như h3nh v.Với QtRp: QtRp ti@R=0_nitiP=0jinP ti@R=1Qt4pti@R=1000s

QB hi 6hH< @G ph-ng Pư và 1 icn Q64pR`t

Và4 6 s Pà@ vi6 6E etP

pP4t(Q64pR`t.ti@RQ64pR`t.signPs.vPRs)

gri! 4n


27/38

0 200 400 600 8000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

L T

Thời gin * +, gCn 1200s(110s)

X*6 +Ynh +ượ6 f=5 T=2L5


28/38

Bài ). Khảo sát mX h>nh điều khiển nhiệt độ 2ung $h7"ng $há$ ]ig=6^Gicho=s4điều khiển TUV5

T 67 @G h3nh:

hnh thGng sD 6h4 , ^_`

Kp=(1.2#T)k(K#f); Ki=Kpk(2#f); K!=0.5#Kp#f

Uln +C:f=5; T=2L5

T 67 +m thY

0 200 400 600 8000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

= gCn n +Ynh (T=505s)

UiA 6hnh T=20 f=/0 t 67 +m thY:


29/38

0 100 200 300 4000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

T th8< thời gin * +, gia@ nhiA(/"0s) h n +Ynh


30/38

Th;n ).Rệ thống điều khiển t6ong khXng gian t6_ng thái.

Bài thí nghiệm `E

Di tượng 67 hà@ tr


31/38

` =

0

64=6tr(ol)

64 =

1.0000 J0.2W// 0.0LL5

0 1.0000 J0.2W//

0 0 1.0000

4=4sv(o)

4 =

1.0RJ00/ #

0 0 0.///

0 0./// 0 0./// 0 0

stRp(ol )̀


32/38

0 100 200 300 400 500 6000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5Step Response

Time (sec)

A m

p l i t u d e

###Thời gin &*6 P%p Bh4ang L00s= h +iA Bhidn +ượ6.

i@pPsR(ol`)

0 100 200 300 400 500 600 7000

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

Impulse Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

QQ n


33/38

-1 0 1 2 3 4 5-3

-2

-1

0

1

2

3Nyquist Diagram

Real Axis


4!R(ol )̀


34/38

-150

-100

-50

0

50

M a g n i t u d e ( d B )

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

-270

-180

-90

0

P h a s e ( d e g )

Bode Diagram

Frequency (rad/sec)

K=6BRr(olNJ1 J2 J12O)

K =

1."0L" /".W05 2/.WWW

).N? 2ựng s" đ hệ thống t6


35/38

Với 6*6 thGng sD 6E o l ` + t?nh +ượ6 F tr]n t 67 @G ph-ng 6E h thDng.

0 100 200 300 400 500 6000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

###$h%n &ét:Thời gin 6E h thDng 6qng gCn ng L00s = giDng +m thY stRp F tr]n.eG

ph-ng 6h?nh &*6.


36/38

U*6 +>6 t?nh hà@ * +, hà@ trng Pượng+>6 t?nh tCn i]n ph tCn P4g 6E h thDng.

hưng tr3nh:

n@=N5O;

!Rn=NL000 1"L0 11" 1O; w=tM(n@!Rn)

TrnsMRr Mn6ti4n:

5

JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

L000 s/ U 1"L0 s2 U 11" s U 1

4!R(w)

-150

-100

-50

0

50

M a g n i t u d e ( d B )

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

-270

-180

-90

0

P h a s e ( d e g )

Bode Diagram

Frequency (rad/sec)

n


37/38

-1 0 1 2 3 4 5-3

-2

-1

0

1

2

3Nyquist Diagram

Real Axis


wB=MRR!6B(w1)

TrnsMRr Mn6ti4n:

5

JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

L000 s/ U 1"L0 s2 U 11" s U L

stRp(wB)


38/38

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Step Response

Time (sec)

A m

p l i t u d e

i@pPsR(wB)

0 50 100 150 200 250-0.005

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

Impulse Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

123tailieu.com Bai Thi Nghiem 1 Cac Dac Tinh Cua He Thong Dieu Khien Tu Dong

Documents