28
1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PHẦN TUYẾN TÍNH KHỐI ĐIỆN – EE3381 ( 3 bài) KHỐI ĐIỆN – EE3382 ( 4 bài) CƠ ĐIỆN TỬ ( 4 bài) KHỐI ĐIỆN TỬ( 3 bài) HÀ NỘI 8/2008 1 2. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PHẦN 1. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN TÍNH BÀI THÍ NGHIỆM 1 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I. MỤC ĐÍCH Matlab là một trong những phần mềm thông dụng nhất dùng để phân tích , thiết kế và mô phỏng các hệ thống điều khiển tự động. Trong bài thí nghiệm này sinh viên sử dụng các lệnh của Matlab để phân tích hệ thống như xét tính ổn định của hệ thống, đặc tính quá độ , sai lệch tĩnh.. II. CHUẨN BỊ Để thực hiện các yêu cầu trong bài thí nghiệm, sinh viên cần phải chuẩn bị kỹ trước các lệnh của Matlab. Khi khởi động chương trình Matlab 6.5 cửa sổ COMMAND MATLAB xuất hiện với dấu nhắc lệnh">>". Để thực hiện các lệnh sinh viên sẽ gõ lệnh từ bàn phím theo sau dấu nhắc này. Để phân tích đặc tính của hệ thống, sinh viên cần phải hiểu kỹ về các lệnh sau: num b0 s m + b1s m −1 + .... + bm −1s + bm W (s) = = den a0 s n + a1s n −1 + .... + an −1s + an Cho hàm truyền đạt có dạng: Khởi động MATLAB và cửa sổ COMMAND MATLAB ta thấy hiện ra dấu nhắc >> ta sẽ đánh các câu lệnh sau: >>num=[b0 b1 bm-1 bm]; % Định nghĩa tử số nếu hệ số nào không có % gán bằng 0 >>den=[a0 a1 an-1 an]; % Định nghĩa mẫu số nếu hệ số nào không có % gán bằng 0 >>w=tf(num,den) % Định nghĩa hàm truyền đạt w >>step(w) % Vẽ hàm quá độ h(t) >>impulse(w) % Vẽ hàm quá độ xung k(t) >>nyquist(w) % Vẽ đặc tính tần biên pha của hệ thống >>bode(w) % Vẽ đặc tính logarit >>[A,B,C,D]=tf2ss(w) % Chuyển từ hàm truyền đạt sang không gian %trạng thái >>step(A,B,C,D) % Vẽ đường quá

Các Bài Thí Nghiệm Môn Học Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động Phần Tuyến Tính Khối Điện

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Thí Nghiệm Lý thuyết Điều khiển tuyến tính

Citation preview

1. TRNG I HC BCH KHOA H NI KHOA IN B MN IU KHIN T NG CC BI TH NGHIM MN HC L THUYT IU KHIN T NG PHN TUYN TNH KHI IN EE3381 ( 3 bi) KHI IN EE3382 ( 4 bi) C IN T ( 4 bi) KHI IN T( 3 bi) H NI 8/2008 12. CC BI TH NGHIM MN HC L THUYT IU KHIN T NG PHN 1. H THNG IU KHIN T NG TUYN TNH BI TH NGHIM 1 CC C TNH CA H THNG IU KHIN T NG I. MC CH Matlab l mt trong nhng phn mm thng dng nht dng phn tch , thit k v m phng cc h thng iu khin t ng. Trong bi th nghim ny sinh vin s dng cc lnh ca Matlab phn tch h thng nh xt tnh n nh ca h thng, c tnh qu , sai lch tnh.. II. CHUN B thc hin cc yu cu trong bi th nghim, sinh vin cn phi chun b k trc cc lnh ca Matlab. Khi khi ng chng trnh Matlab 6.5 ca s COMMAND MATLAB xut hin vi du nhc lnh">>". thc hin cc lnh sinh vin s g lnh t bn phm theo sau du nhc ny. phn tch c tnh ca h thng, sinh vin cn phi hiu k v cc lnh sau: num b0 s m + b1s m 1 + .... + bm 1s + bm W (s) = = den a0 s n + a1s n 1 + .... + an 1s + an Cho hm truyn t c dng: Khi ng MATLAB v ca s COMMAND MATLAB ta thy hin ra du nhc >> ta s nh cc cu lnh sau: >>num=[b0 b1 bm-1 bm]; % nh ngha t s nu h s no khng c % gn bng 0 >>den=[a0 a1 an-1 an]; % nh ngha mu s nu h s no khng c % gn bng 0 >>w=tf(num,den) % nh ngha hm truyn t w >>step(w) % V hm qu h(t) >>impulse(w) % V hm qu xung k(t) >>nyquist(w) % V c tnh tn bin pha ca h thng >>bode(w) % V c tnh logarit >>[A,B,C,D]=tf2ss(w) % Chuyn t hm truyn t sang khng gian %trng thi >>step(A,B,C,D) % V ng qu t cc ma trn trng thi >>impulse(A,B,C,D) % V ng qu xung t cc ma trn trng thi >> rlocus(w) : v QNS h thng hi tip m n v c hm truyn vng h w >>rlocfind(w): Tm im Kgh >> hold on : gi hnh v hin ti trong ca s Figure. Lnh ny hu ch khi ta cn v nhiu biu trong cng mt ca s Figure. Sau khi v xong biu th nht, ta g lnh hold on gi li hnh v sau v tip cc biu khc. Cc biu lc sau s v ln biu th nht trong cng mt ca s Figure ny. Nu khng mun gi hnh na, ta g lnh hold off. >>grid on : k li trn ca s Figure. Nu khng mun k li , ta g lnh grid off. >> subplot(m,n,p) : chia Figure thnh (mxn) ca s con v thao tc trn ca s con th p. 23. V d : Chia Figure thnh 2 ca s con, sau v Y ln ca s th 1 va Z ln ca s th 2 >> subplot(2,1,1), subplot(Y); % ve Y len cua so thu 1 >> subplot(2,1,2), subplot(Z); % ve Z len cua so thu 2 >> ltiview({'step','impluse','bode','nyquist'},w) v tt c cc ng c tnh ln mt th Ch : sinh vin nn tham kho phn Help ca Matlab nm r chc nng v c php ca mt bng cch g vo dng lnh : help III. TH NGHIM III.1. Kho st cc c tnh ca cc khu ng hc c bn a.Khu tch phn Hm truyn ca khu tch phn K W ( s) = s Kho st cc c tnh trong min thi gian v cc c tnh trong mi tn s trong 2 trng hp K=5, K=20; V d vi K=5 chng trnh c vit nh sau: >>num=[5]; >>den=[1 0]; >>w=tf(num,den) % nh ngha hm truyn t w >>step(w) % V hm qu h(t) >>impulse(w) % V hm trng lng w(t) >>nyquist(w) % V c tnh tn bin pha ca h thng >>bode(w) % V c tnh tn loga b. Khu vi phn thc t Ks W (s) = Ts + 1 Vi cc tham s K=20;T=0.1 Nhim v: - Vit chng trnh - Kho st cc c tnh trong min thi gian h(t),w(t) v cc c tnh trong min tn s nyquist v bode c. Khu qun tnh bc nht Hm truyn K W (s) = Ts + 1 Cho cc tham s K=20; T=50 v K=20; T=100 Nhim v: - Vit chng trnh - Kho st cc c tnh trong min thi gian h(t),w(t) v cc c tnh trong min tn s nyquist v bode - Xc nh cc tham s K v T trn th 34. d.Khu bc hai K W (s) = T s + 2dTs + 1 2 2 Cho cc tham s K=20, T=10,d=0,0.25,0.5,0.75,1. Nhim v: - Vit chng trnh - Kho st cc c tnh trong min thi gian h(t),w(t) v cc c tnh trong min tn s nyquist v bode - Nhn xt nh hng ca suy gim d n c tnh qu ca khu bc hai. III.2. Tm hm truyn tng ng ca h thng Mc ch: Gip sinh vin lm quen vi cc lnh c bn kt ni cc h thng Th nghim: Bng cch s dng cc lnh c bn conv, tf, series,parallel,feedback, tm biu thc hm truyn tng ng G(s) ca h thng sau: X G1 G2 Y G3 H1 s +1 s 1 1 Trong : G1 = ; G2 = ; G3 = ; H 1 = ( s + 3)( s + 5) s + 2s + 8 2 s s+2 Hng dn: Bc u tin nhp hm truyn cho cc khi G1, G2, ... dng lnh tf. Sau tu theo cu trc mc ni tip, song song hay phn hi m ta g lnh series ( hoc du *) , parallel ( hay du +), feedback tng ng thc hin vic kt ni cc khi vi nhau. Trong bo co trnh by r trnh t thc hin cc lnh ny. V d: >> G1=tf([1 1],conv([1 3],[1 5])) % Nhp hm truyn G1 >> G3=tf(1 ,[1 0]) % Nhp hm truyn G3 >>G13=G1+G3 % Tnh hm truyn tng ng ca G1, G3 % hoc G13=parallel(G1,G3) >>G21=feedback(G2,H1) % Tnh hm truyn tng ng ca G2, H1 Tip tc tnh tng t cho cc khi cn li Nhim v: - Vit chng trnh xc nh hm truyn t ca h thng - Kho st cc c tnh trong min thi gian h(t),w(t) ca h thng kn v cc c tnh trong min tn s nyquist v bode ca h thng h 45. III.3. Kho st cc c tnh ca h thng Cho h thng kn c cu trc nh hnh v: X(s) K 1 Y(s) s+2 (0.5s +1)(s +1) 1 0.005s +1 Cho K= 8; K=17.564411; K=20 - Nhim v: - Vit chng trnh xc nh hm truyn t ca h thng khi thay i K trong ba trng hp cho - Kho st cc c tnh trong min thi gian h(t),w(t) ca h thng kn v cc c tnh trong min tn s nyquist v bode ca h thng h IV. YU CU VIT BO CO Cu 1. - Vit chng trnh MATLAB cho tng khu ng hc c bn - V cc ng c tnh trong min thi gian v trong min tn s ca tng khu Cu 2. - Vit chng trnh tnh hm truyn ca h thng v in ra hm truyn ca h thng - Kho st cc ng c tnh trong min thi gian v tn s ca h thng Cu 3. Vit chng trnh xc nh hm truyn t ca h thng khi thay i K trong ba trng hp cho Kho st cc c tnh trong min thi gian h(t),w(t) ca h thng kn v cc c tnh trong min tn s nyquist v bode ca h thng h - Nhn xt g v cc c tnh trong min thi gian v trong min tn s khi K thay i 56. BI TH NGHIM 2 NG DNG MATLAB KHO ST TNH N NH V CHT LNG CA H THNG II.1. Xc nh Kgh Co h thng c s nh hnh v X K1 Y K (T 1s + 1)(T 2s + 1) K2 T3 s + 1 Cc thng s c o trong bng Nhm K K1 K2 T1 T2 T3 1 25 8 1 0,1 0,4 2 25 7 2 0,2 0,8 3 25 9 0.5 0,4 0,05 4 25 5 4 0,8 0,6 5 25 6.5 5 0,5 0,2 _ Mc ch: Kho st c tnh ca h thng tuyn tnh c h s khuch i K thay i, tm gi tr gii hn Kgh ca K h thng n nh. Nhim v: - Xc nh Kgh ca h thng theo iu kin n nh ( Yu cu sinh vin phi tnh trc khi ln th nghim) Cch 1: Cng thc tnh Kgh: 1 1 1 1 K gh = (T1 + T2 + T3 )( + + ) 1 K1K 2 T1 T2 T3 Cch 2: V QNS ca h thng. Da vo QNS, tm Kgh ca h thng, ch r gi tr ny trn QNS. Lu QNS ny thnh file *.bmp vit bo co. - Hm truyn t ca h thng h: K1K 2 Wh (s) = K (T1s + 1)(T2s + 1)(T3s + 1) - Chng trnh >>K1=25;K2=8;T1=1;T2=0.1;T3=0.4 - Vit chng trnh MATLAB cho h thng >>w=tf(K1, [T1 1])*tf(1, [T2 1])*tf(K2, [T3 1]); >>rlocus(w) >>rlocfind(w) >>[K,p]=rlocfind(w) - Kho st c tnh trong min thi gian ca h kn trong 3 trng hp H thng n nh KKgh H thng bin gii n nh K=Kgh - Kho st c tnh trong min tn s cho h thng h trong 3 trng hp sau: K=Kgh ;KKgh 67. Nhn xt v tr ca im (-1,j0) so vi ng c tnh tn s trong cc trng hp trn II.2. Hiu chnh b PID Cho h thng c s nh sau: X Y WPID(s) W DT(s) + Hm truyn ca b PID: 1 Td s WPID ( s ) = K PID (1 + + ) Ti s Td s + 1 Trong : KPID l h s khuych i ca b iu khin Ti l hng s thi gian tch phn Td l hng s thi gian vi phn l h s t l ca khu vi phn ( thng nh hn 1) + Hm truyn ca i tng K DT WDT (s) = (T1s + 1)(T2 s + 1) Cc thng s ban u ca b iu khin PID v i tng iu khin c cho trong bng sau: Nhm KPID Ti Td KDT T1 T2 1. 50 2 0.5 0.05 5 1 0.2 2. 1 50 5 0.05 4 200 40 3. 1 50 2 0.05 20 100 50 4. 70 150 2 0.05 5 10 2 5. 10 100 2 0.05 5 80 40 Nhim v: a. Vit chng trnh Matlab cho h thng b. V qu trnh qu vi cc thng s ban u, tnh qu iu chnh, thi gian qu , sai lch tnh c. Thay i cc tham s KPID,Ti,Td ca b iu khin PID nng cao cht lng ca h thng IV. YU CU VIT BO CO - Vit chng trnh MATLAB cho h thng - V cc ng c tnh trong min thi gian ca h kn v cc ng c tnh trong min tn s ca h thng - Nhn xt v qu trnh qu thu c qua thc nghim 78. BI TH NGHIM 3 NG DNG SIMULINK TNG HP H THNG IU KHINT NG I. MC CH : SIMULINK l mt cng c rt mnh ca Matlab xy dng cc m hnh mt cch trc quan v d hiu. m t hay xy dng h thng ta ch cn lin kt cc khi c sn trong th vin ca SIMULINK li vi nhau. Sau , tin hnh m phng h thng xem xt nh hng ca b iu khin n p ng qu ca h thng v nh gi cht lng h thng. II. CHUN B : thc hin cc yu cu trong bi th nghim ny, sinh vin cn phi chun b k v hiu r cc khi c bn cn thit trong th vin ca SIMULINK. Sau khi khi ng Matlab 6.5, ta g lnh simulink hoc nhn vo nt simulink trn thanh cng c th ca s SIMULINK hin ra: 2 th vin chnh p dng trong bi th nghim ny Cc th vin con trong II.1. Cc khi c s dng trong bi th nghim: a. Cc khi ngun tn hiu vo (source): Khi Step ( th vin Simulink \ Sources) c chc nng xut ra tn hiu hm bc thang. Double click vo khi ny ci t cc thng s: Step time : khong thi gian u ra chuyn sang mc Final value k t lc bt u m phng. Ci t gi tr ny bng 0. Initial value : Gi tr ban u. Ci t bng 0. Final value : Gi tr lc sau. Ci t theo gi tr ta mun tc ng ti h thng. Nu l hm bc thang n v th gi tr ny bng 1. Sample time : thi gian ly mu. Ci t bng 0. Khi Signal Generator ( th vin Simulink \ Sources) l b pht tn hiu xut ra cc tn hiu hng sin, hng vung, hng rng ca v ngu nhin (ci t cc dng hng ny trong mc Wave form). b. Cc khi ti thit b kho st ng ra (sink): Khi Mux ( th vin Simulink \ Signals Routing) l b ghp knh nhiu ng vo 1 ng ra, t ng ra ny ta a vo Scope xem nhiu tn hiu trn cng mt ca s. Double click vo khi ny thay i s knh u vo (trong mc Number of inputs) 89. Khi Scope ( th vin Simulink \ Sinks) l ca s xem cc tn hiu theo thi gian, t l xch ca cc trc c iu chnh t ng quan st tn hiu mt cch y . Khi XY Graph dng xem tng quan 2 tn hiu trong h thng (quan st mt phng pha). c.Cc khi x l khi ng hc : Khi Sum ( th vin Simulink \ Math Operations) l b tng (cng hay tr) cc tn hiu, thng dng ly hiu s ca tn hiu t vi tn hiu phn hi. Double click thay i du ca b tng. Khi Gain ( th vin Simulink \ Math Operations) l b t l. Tn hiu sau khi qua khi ny s c nhn vi gi tr Gain. Double click thay i gi tr li Gain. Khi Transfer Fcn ( th vin Simulink \ Continuous) l hm truyn ca h tuyn tnh. Double click thay i bc v cc h s ca hm truyn. Ci t cc thng s: _ Numerator : cc h s ca a thc t s _ Denominator : cc h s ca a thc mu s Khi Relay ( th vin Simulink \ Discontinuities) l b iu khin rle 2 v tr c tr (cn gi l b iu khin ON-OFF). Cc thng s : _ Switch on point : nu tn hiu u vo ln hn gi tr ny th ng ra ca khi Relay ln mc on _ Switch off point : nu tn hiu u vo nh hn gi tr ny th ng ra ca khi Relay xung mc off _ Output when on : gi tr ca ng ra khi mc on _ Output when off : gi tr ca ng ra khi mc off Nu tn hiu u vo nm trong khong (Switch on point, Switch off point) th gi tr ng ra gi nguyn khng i. Khi PID controller ( th vin Simulink Extras \ Additional Linear) l b iu khin PID vi hm truyn ( ) KP : h s t l (proportional term) KI: h s tch phn (integral term) KD: h s vi phn (derivative term) Khi Saturation ( th vin Simulink \ Discontinuities) l mt khu bo ha. Cc thng s ci t: _ Upper limit : gii hn trn. Nu gi tr u vo ln hn Upper limit th ng ra lun bng gi tr Upper limit _ Lower limit : gii hn di. Nu gi tr u vo nh hn Lower limit th ng ra lun bng gi tr Lower limit Khu bo ho dng th hin gii hn bin ca cc tn hiu trong thc t nh : p ra cc i ca b iu khin t vo i tng, p ngun II.2. Cc bc tin hnh xy dng mt ng dng mi trong SIMULINK: 910. _ Sau khi khi ng Matlab, g lnh simulink hoc nhn vo nt simulink trn thanh cng c th ca s SIMULINK hin ra (nh hnh v Trang 1) _ Trong ca s SIMULINK, vo menu File / New m ca s cho mt ng dng mi. Kch chut vo cc th vin gii thiu mc II.1 chn khi cn tm. Kch chut tri vo khi ny, sau ko v th vo ca s ng dng va mi to ra. Double click vo khi ny ci t v thay i cc thng s. _ C th nhn s lng cc khi bng cch dng chc nng Copy v Paste. Kch chut tri ni cc ng vo / ra ca cc khi hnh thnh s h thng. _ C th di mt hoc nhiu khi t v tr ny n v tr khc bng cch nhp chut chn cc khi v ko n v tr mi. Dng phm Delete xa cc phn khng cn thit hay b sai khi chn. _ C th vit ch thch trong ca s ng dng bng cch double click vo mt v tr trng v g cu ch thch vo. Vo menu Format / Font thay i kiu ch. _ Nh vy, m hnh h thng xy dng xong. By gi tin hnh m phng h thng bng cch vo menu Simulation / Simulation Parameters ci t cc thng s m phng. Ca s Simulation Parameters hin ra nh sau: _ Start time : thi im bt u m phng. Mc nh chn bng 0. _ Stop time : thi im kt thc m phng. Gi tr ny chn theo c tnh ca h thng. Nu h thng c thi hng ln th gi tr Stop time cng phi ln quan st ht thi gian qu ca h thng. _ Cc thng s cn li chn mc nh nh hnh k bn. _ Chy m phng bng cch vo menu Simulation / Start. Khi thi gian m phng bng gi tr Stop time th qu trnh m phng dng li. Trong qu trnh m phng, nu ta mun dng na chng th vo menu Simulation / Stop. III. TH NGHIM: III.1. Kho st m hnh h thng iu khin nhit : _ Mc ch: c trng ca l nhit l khu qun tnh nhit. T khi bt u cung cp nng lng u vo cho l nhit, nhit ca l bt u tng ln t t. nhit l t ti gi tr nhit cn nung th thng phi mt mt khong thi gian kh di. y chnh l c tnh qun tnh ca l nhit. Khi tuyn tnh ho m hnh l nhit, ta xem hm truyn ca l nhit nh l mt khu qun tnh bc 2 hoc nh l mt khu qun tnh bc nht ni tip vi khu tr. Trong phn ny, sinh vin s kho st khu qun tnh bc 2 cho trc. Dng phng php Ziegler-Nichols nhn dng h thng sau xy dng li hm truyn. So snh gi tr cc thng s trong hm truyn va tm c vi khu qun tnh bc 2 cho trc ny _ Th nghim: Dng SIMULINK xy dng m hnh h thng l nhit vng h nh sau: Step : l tn hiu hm bc thang th hin phn trm cng sut cung cp cho l nhit.Gi tr ca hm nc t 01 tng ng cng sut cung cp 0%100% Transfer Fcn Transfer Fcn1 : m hnh l nhit tuyn tnh ha. 1011. Nhm K T1 T2 1 100 20 100 2 200 30 300 3 150 40 200 4 300 20 150 5 200 50 200 a. Chnh gi tr ca hm step bng 1 cng sut cung cp cho l l 100% (Step time =0, Initial time = 0, Final time = 1). Chnh thi gian m phng Stop time = 600s. M phng v v qu trnh qu ca h thng trn. b. Trn hnh v cu trn,hy x?p x? v? khu qun tnh b?c nh?t c tr? b?ng cch v tip tuyn ti im un tnh thng s L v T theo nh hnh v?. Ch r cc gi tr ny trn hnh v. So snh gi tr L, T va tm c vi gi tr ca m hnh l nhit tuyn tnh ha. _ Hng dn: Sau khi chy xong m phng, xem qu trnh qu ca tn hiu ta double click vo khi Scope. Ca s Scope hin ra nh sau: V ca s Scope ch c th xem p ng hoc in trc tip ra my in nhng khng lu hnh v thnh file *.bmp c nn ta phi chuyn Scope ny sang ca s Figure lu. Thc hin iu ny bng cch nhp chut vo Parameters. Ca s Parameters hin ra, nhp chut vo trang Data history v tin hnh ci t cc thng s nh hnh bn di: Tin hnh chy m phng li tn hiu lu vo bin ScopeData. Ch nu sau khi khai bo m khng tin hnh chy m phng li th tn hiu s khng lu vo bin ScopeData mc d trn ca s Scope vn c hnh v. Sau , vo ca s Command Window nhp lnh sau: >> plot(ScopeData.time, ScopeData.signals.values) %ve dap ung >> grid on %ke luoi Lc ny ca s Figure hin ra vi hnh v ging nh hnh v ca s Scope. Vo menu Insert/ Line, Insert/ Text tin hnh k tip tuyn v ch thch cho hnh v. Kt qu cui cng nh hnh bn di : 1112. Vo menu [File]/[Export] lu thnh file *.bmp nh Bi th nghim 1. III.2. Kho st m hnh iu khin nhit dng phng php Ziegler-Nichols (iu khin PID): _ Mc ch: Kho st m hnh iu khin nhit dng b iu khin PID, cc thng s ca b PID c tnh theo phng php Ziegler-Nichols. T so snh cht lng ca h thng b iu khin PID . _ Th nghim: Xy dng m hnh h thng iu khin nhit PID nh sau: Trong d _ Tn hiu t u vo l hm bc thang u(t) = 100 ( tng trng nhit t 100 oC) _ B iu khin PID c cc thng s cn tnh ton. _ Transfer Fcn Transport Delay : m hnh l nhit tuyn tnh ha. a. Tnh gi tr cc thng s KP, KI, KD ca khu PID theo phng php Ziegler- Nichols t thng s L v T tm c phn III.1. b. Chy m phng v lu p ng ca cc tn hiu Scope vit bo co. C th chn li Stop time cho ph hp. Trong hnh v phi ch thch r tn cc tn hiu. c. Nhn xt v cht lng phng php iu khin PID _ Hng dn: Cch tnh cc thng s KP, KI, KD ca khu PID theo phng php Ziegler-Nichols nh sau: 1213. KI WPID (s) = K P + + K Ds s Vi 1.2T K KP = ; K I = P ; K D = 0.5K P L K.L 2L Trong L, T, K l cc gi tr tm c phn III.1.a. IV. YU CU VIT BO CO Bi 1. - Xy dng s h thng trn SIMULINK - Xp x i tng v khu qun tnh bc nht theo phng php th - So snh gia m hnh cho trc v m hnh nhn dng Bi 2. - Xy dng s h thng trn SIMULINK - Tnh cc thng s ca b iu khin theo ZieglerNichol v chnh nh cc thng s trn my tnh - V ng c tnh qu trnh qu - Nhn xt v qu trnh qu thu c qua thc nghim 1314. PHN 2. H THNG IU KHIN TRONG KHNG GIAN TRNG THI BI TH NGHIM 4 Cho i tng c hm truyn: 5 W(s) = (T1s + 1)(T2s + 1)(T3s + 1) Vi T1=STT ( STT l s th t theo danh sch lp); T2=100;T3=5 a. Xc nh phng trnh trng thi: . x = Ax+Bu y = Cx+Du A,B,C,D l cc ma trn ca phng trnh trng thi b. Kim tra tnh iu khin c v tnh quan st c ca i tng c. Kim tra tnh n nh ca i tng da trn h phng trnh trng thi d. Kho st cc c tnh trong min thi gian v trong min tn s ca i tng e. Xy dng s cu trc trn SIMULINK f. Thit k b iu khin phn hi trng thi sao cho h kn nhn cc im s=-1; s=-2; v s=-n ( vi n l s th t theo danh sch lp) lm cc im cc g. Kho st c tnh trong min thi gian ca h thng >>num=[K]; >>den=[a0 a1 a2 a3 ]; >>[A,B,C,D]=tf2ss(num,den) % nh ngha hm truyn t w >>co=ctrb(A,B) % Tnh ma trn iu khin c >>ob=obsv(A,C) % Tnh ma trn quan st c >>step(A,B,C,D) % V hm qu h(t) >>impulse(A,B,C,D) % V hm trng lng w(t) >>nyquist(A,B,C,D) % V c tnh tn bin pha ca h thng >>bode(A,B,C,D) % V c tnh tn loga >>K=acker(A,B,[s1 s2 s3]) % Tm ma trn phn hi trng thi theo ackerman IV. YU CU VIT BO CO - In ra cc ma trn A,B,C,D - Tnh ma trn iu khin c v hng ca n - Tnh ma trn quan st c v hng ca n - Vit phng trnh c tnh - V c tnh hm qu v hm trng lng ca i tng - V cc c tnh BTL v bin tn s pha ca i tng - Xy dng s h thng trn SIMULINK - Tnh ma trn iu khin phn hi trng thi - V c tnh hm qu v hm trng lng ca h kn - V cc c tnh BTL v bin tn s pha ca h h Bo co phi np sau 1 tun th nghim . Ai lm khng y hoc ly c tnh sai phi lm li .Khng np bi th nghim khng c d thi mn hc 14

w=tf(20,[1 0])III.1.a.w=tf(20,[1 0])Transfer function:20--s>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w)III.1.b.>> w=tf([20 0],[0.1 1])Transfer function:20 s---------0.1 s + 1>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w)III.1.cTH1w=tf(20,[50 1])Transfer function:20--------50 s + 1>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w)TH2w=tf(20,[100 1])Transfer function:20---------100 s + 1>> ltiview({'step','impulse','bode','nyquist'},w)III.2.>> G1=tf([1 1],conv([1 3],[1 5]))Transfer function:s + 1--------------s^2 + 8 s + 15>> G2=tf([1 0],[1 2 8])Transfer function:s-------------s^2 + 2 s + 8>> G3=tf(1,[1 0])Transfer function:1-s>> H1=tf(1,[1 2])Transfer function:1-----s + 2>> G13=G1+G3Transfer function:2 s^2 + 9 s + 15------------------s^3 + 8 s^2 + 15 s>> G21=feedback(G2,H1)Transfer function:s^2 + 2 s-----------------------s^3 + 4 s^2 + 13 s + 16>> G=G13*G21Transfer function:2 s^4 + 13 s^3 + 33 s^2 + 30 s-------------------------------------------------s^6 + 12 s^5 + 60 s^4 + 180 s^3 + 323 s^2 + 240 s>> Gk=feedback(G,1)Transfer function:2 s^4 + 13 s^3 + 33 s^2 + 30 s-------------------------------------------------s^6 + 12 s^5 + 62 s^4 + 193 s^3 + 356 s^2 + 270 s>> ltiview({'step','impulse'},Gk)>> Gh=G*1Transfer function:2 s^4 + 13 s^3 + 33 s^2 + 30 s-------------------------------------------------s^6 + 12 s^5 + 60 s^4 + 180 s^3 + 323 s^2 + 240 s>> ltiview({'bode','nyquist'},Gk)\III.3.a.>> G1=tf(8,[1 2])Transfer function:8-----s + 2>> G2=tf(1,conv([0.5 1],[1 1]))Transfer function:1-------------------0.5 s^2 + 1.5 s + 1>> H=tf(1,[0.005 1])Transfer function:1-----------0.005 s + 1>> G=feedback(G1*G2,H)Transfer function:0.04 s + 8------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 10>> Gk=feedback(G,1)Transfer function:0.04 s + 8------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.05 s + 18>> ltiview({'step','impulse'},Gk)>> Gh=G*1Transfer function:0.04 s + 8------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 10>> ltiview({'bode','nyquist'},Gh)III.3.b.>> G1=tf(20,[1 2])Transfer function:20-----s + 2>> G2=tf(1,conv([0.5 1],[1 1]))Transfer function:1-------------------0.5 s^2 + 1.5 s + 1>> H=tf(1,[0.005 1])Transfer function:1-----------0.005 s + 1>> G=feedback(G1*G2,H)Transfer function:0.1 s + 20------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 22>> Gk=feedback(G,1)Transfer function:0.1 s + 20------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.11 s + 42>> ltiview({'step','impulse'},Gk)>> Gh=G*1Transfer function:0.1 s + 20------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 22>> ltiview({'bode','nyquist'},Gh)III.3.c>> G1=tf(17.564411,[1 2])Transfer function:17.56-----s + 2>> G2=tf(1,conv([0.5 1],[1 1]))Transfer function:1-------------------0.5 s^2 + 1.5 s + 1>> H=tf(1,[0.005 1])Transfer function:1-----------0.005 s + 1>> G=feedback(G1*G2,H)Transfer function:0.08782 s + 17.56---------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 19.56>> Gk=feedback(G,1)Transfer function:0.08782 s + 17.56----------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.098 s + 37.13>> ltiview({'step','impulse'},Gk)>> Gh=G*1Transfer function:0.08782 s + 17.56---------------------------------------------------0.0025 s^4 + 0.5125 s^3 + 2.52 s^2 + 4.01 s + 19.56>> ltiview({'bode','nyquist'},Gh)III.4.>> num=[2]num = 2>> den=[0.04 0.54 1.5 3]den = 0.0400 0.5400 1.5000 3.0000>> [A,B,C,D]=tf2ss(num,den)A = -13.5000 -37.5000 -75.00001.0000 0 00 1.0000 0B = 100C = 0 0 50D = 0>> step(A,B,C,D)>> impulse(A,B,C,D)>> nyquist(A,B,C,D)>> bode(A,B,C,D)III.1.d>> w=tf(20,[100 0 1])Transfer function:20-----------100 s^2 + 1>> step(w)>> hold on>> w=tf(20,[100 5 1])Transfer function:20-----------------100 s^2 + 5 s + 1>> step(w)>> w=tf(20,[100 10 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 10 s + 1>> step(w)>> w=tf(20,[100 15 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 15 s + 1>> step(w)>> w=tf(20,[100 20 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 20 s + 1>> step(w)>> hold off>> w=tf(20,[100 0 1])Transfer function:20-----------100 s^2 + 1>> impulse(w)>> hold on>> w=tf(20,[100 5 1])Transfer function:20-----------------100 s^2 + 5 s + 1>> impulse(w)>> w=tf(20,[100 10 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 10 s + 1>> impulse(w)>> w=tf(20,[100 15 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 15 s + 1>> impulse(w)>> w=tf(20,[100 20 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 20 s + 1>> impulse(w)>> hold off>> w=tf(20,[100 0 1])Transfer function:20-----------100 s^2 + 1>> nyquist(w)>> hold on>> w=tf(20,[100 5 1])Transfer function:20-----------------100 s^2 + 5 s + 1>> nyquist(w)>> w=tf(20,[100 10 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 10 s + 1>> nyquist(w)>> w=tf(20,[100 15 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 15 s + 1>> nyquist(w)>> w=tf(20,[100 20 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 20 s + 1>> nyquist(w)>> hold off>> w=tf(20,[100 0 1])Transfer function:20-----------100 s^2 + 1>> bode(w)>> hold on>> w=tf(20,[100 5 1])Transfer function:20-----------------100 s^2 + 5 s + 1>> bode(w)>> w=tf(20,[100 10 1])Transfer function:20------------------100 s^2 + 10 s + 1>> bode(w)>> w=tf(20,[100 15 1])Transfer function:20