›
›

Bài giảng Cơ sở tự động - Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục - Huỳnh Thái Hoàng

* Khái niệm

 * Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ

thống

* Thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS

* Thiết kế hệ thống dùng phương pháp biểu đồ Bode

 * Thiết kế bộ điều khiển PID
* Thiết kế hệ thống dùng phương pháp phân bố cực + Thiết kế bộ ước lượng trạng thái

pdf 93 trang thiennv 08/11/2022 2940
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở tự động - Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục - Huỳnh Thái Hoàng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_co_so_tu_dong_chuong_6_thiet_ke_he_thong_dieu_khie.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở tự động - Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục - Huỳnh Thái Hoàng

  1. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh sớm pha  HaHamøm truyetruyenàn: 1 Ts G (s) K ( 1) C C 1 Ts  Đặc tính tần số: 1 Tj G ( j) K C C 1 Tj  Chú ý các giá trị trên biểu đồ Bode 1 1 max sin 1 1  max T L(max ) 20 lg KC 10 lg  Khâu sớm pha cải thiện đáp ứng quá độ (POT, tqđ, ) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 11
  2. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh trể pha  HaHamøm truyetruyenàn: 1 Ts G (s) K ( 1) C C 1 Ts  Đặc tính tần số: 1 Tj G ( j) K C C 1 Tj  Chú ý các giá trị trên biểu đồ Bode 1 1 min sin 1 1  min T L(min ) 20lg KC 10lg  Khâu trể pha làm giảm sai số xác lập. 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 12
  3. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh sớm trể pha  HøHàm truyền: 1 1T1s 1 2T2s GC (s) KC ( 1 1, 2 1) 1 T1s 1 T2s  Biểu đồ Bode:  Khâu sớm trể pha cải thiện đáp ứng quá độ, giảm sai số xác lập. 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 13
  4. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tỉ lệ (P)  HøHàm truyền: GC (s) KP  Hệ số tỉ lệ càng lớn sai số xác lập càng nhỏ.  Trong đa số các trường hợp hệ số tỉ lệ càng lớn độ vọt lố càng cao, hệ thống càng kém ổn định. y(t)  Thí dụ: đáp ứng của hệ thống hiệu chỉn h nối tiáiếp dødùng bộ điều khiển tỉ lệ vơvơiùi hahamøm truyetruyenàn đođoiái tượng là: 10 G(s) (s 2)(s 3) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 14
  5. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi phân tỉ lệ (PD)  HaHamøm truyetruyenàn:  BieBieuåu đồ Bode GC (s) K P K D s K P (1 TD s)  Khâu hiệu chỉnh PD là một trường hợp riêng của khâu hiệu chỉnh sơsơmùm pha, trong đó độ lệch pha cực đại giữa tín hiệu 0 ra và tín hiệu vào là max=90 , tương ứng với tần số max=+ .  Khâ u hiệ uchỉnh PD lølàmnhhhanh đáp ứng của hệ thống, tuy nhiên cũng làm cho hệ thống rất nhạy với nhiễu tần số cao 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 15
  6. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi phân tỉ lệ (PD)  Chu ù ý: Thơ øi hèhằng vi phâhâncàng lùlớn đùđápứng càng nhhhanh y(t) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 16
  7. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ (PI)  HaHamøm truyetruyenàn:  BieBieuåu đồ Bode K I 1 GC (s) K P K P (1 ) s TI s  Khâu hiệu chỉnh PI là một trường hợp riêng của khâu hiệu chỉnh trể pha, trong đó độ lệch pha cực tiểu giữa tín hiệu ra và 0 tínhiệuvàolà min= 90 , tương ứng với tần số min=0.  Khâ u hie äuchỉn h PI lølàmtăng bậc vô sai của hệ thống, tuy nhiên cũng làm cho hệ thống có vọt lố, thời gian quá độ tăng lên 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 17
  8. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ (PI)  Chú ý: ThơThơiøi hahangèng tích phaphanân cacangøng nhỏ độ votvọt lố cacangøng cao y(t) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 18
  9. Ảnh hưởng của khâu hiệu chỉnh vi tích phân tỉ lệ (PID)  HaHamøm truyetruyenàn:  Biểuđồ Bode: K G (s) K I K s C P s D 1 GC (s) KP (1 TDs) TI s 1 GC (s) KP 1 1 TD2s TI1s  Khâu hiệu chỉnh PID:  làm nhanh đáp ứng quá độ  tăng bậc vô sai của hệ thống. 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 19
  10. So sánh các khâu hiệu chỉnh PD. PI. PID y(t) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 20
  11. ThieThietátke kế hệ thothongáng đieu điềukhie khienån lien liêntuc tục dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 21
  12. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS s (1/ T) Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế G (s) K ( 1) C C s (1/T)  BươBươcùc 1: XaXacùc định cặp cưccực quyequyetát định từ yeyeuâu cacauàu thiethietát kế về chachatát lượng của hệ thống trong quá trình quá độ: Đo ävọt lố POT  * 2 s1,2 n jn 1  Thời gian quá độ, n *  BươBươcùc 2: XaXacùc định gogocùc pha cacanàn bù để cặp cưccực quyequyetát định s1,2 nanamèm trên QĐNS của hệ thống sau khi hiệu chỉnh bằng công thức: n m * 0 * *  180  arg(s1 pi )  arg(s1 zi ) i 1 i 1 trong đó pi và zi là các cực của hệ thống G(s) trước khi hiệu chỉnh. * 0 *  180 gogocùc từ cacacùc cưccực cucuảa G(s) đeđenán cưccực s1 * góc từ các zero của G(s) đến cực s1 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 22
  13. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)  BươBươcùc3: 3: XaXacùc định vị trí cưccực và zero cua củakha khauâuhiệuchỉnh hiệu chỉnh * Vẽ 2 nữa đường thẳng bất kỳ xuất phát từ cực quyết địnhs1 sao cho 2 nữa đường thẳng này tạo với nhau một góc bằng * .Giao điểm của hai nữa đường thẳng này với trục thực là vị trí cực và zero của khâu hiệu chỉnh. Có hai cacachùch vẽ thươthươngøng dudungøng:  PP đường phân giác (để cực và zero của khâu H/C gần nhau)  PP triệt tietieuâu nghiệm (để hạ bậc cucuảa hệ thothong)áng)  Bước 4: Tính hệ số khuếch đại KC bằng cách áp dụng công thức: GC (s)G(s) * 1 s s1 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 23
  14. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS R(s) 50 Y(s) + G (s) C s(s 5)  Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh GC(s) để đáp ứng quá độ của hệ thống sau khi hiệu chỉnh thỏa: POT<20%; tqđ < 0,5 sec (tiêu chuẩn 2%).  Giải:  Vì yêu cầu thiết kế cải thiệnđáp ứng quá độ nên khâu hiệu chỉnh cần thiết kế là khâu sớm pha s (1/ T) G (s) K ( 1) C C s (1/T) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 24
  15. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)  Bước 1: Xác định cặp cực quyếtđịnh   POT exp 0.2 ln0.2 1,6  0,45 2 2 1  1  Chọn  0,707 4 4 tqđ 0,5 n n 11,4  n 0,5  Chọn n 15 Cặp cưcï qqyuyết định là: * 2 2 s1,2 n jn 1  0,707 15 j15 1 0,707 * s1,2 10,5 j10,5 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 25
  16. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)  Bước 2: Xác định góc pha cần bù Cách 1:  * 1800 arg[( 10,5 j10,5) 0] arg[( 10,5 j10,5) ( 5)] 0 10,5 10,5  180 arctan arctan  10,5 5,5  1800 (135 117,6) * 0  72,6 Im s s* Cách 2: j10,5 * 0  180 (1 2 ) 1800 (1350 117,60 ) * 0  72,6 2 1 Re s O 10,5 5 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 26
  17. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)  BươBươcùc 3: XaXacùc định cưccực và zero cucuảa khakhauâu sơsơmùm pha (pp đường phân giác) Im s x s* P j10,5 BCA 1 Re s O 10,5 5 OPˆx  * OPˆx  * sin sin 2 2 2 2 OB OP 28,12 OC OP 8,0 OPˆx  * ˆ * sin OPx  sin 2 2 2 2 s 8 G (s) K C C s 28 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 27
  18. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng QĐNS (tt)  Bước 4: Xác định hệ số khuếch đại G (s)G(s) 1 C s s* 10,5 j10,5 8 50 K . 1 C 10,5 j10,5 28 ( 10,5 j10,5)( 10,5 j10,5 5) 10,79 50 K 1 C 20,41 15 11,85 KC 6,7 s 8 G (s) 6,7 C s 28 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 28
  19. QĐNS của hệ thống sau khi hiệu chỉnh sớm pha QĐNS trước khi hiệu chỉnh QĐNS sau khi hiệu chỉnh 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 29
  20. Đáp ứng của hệ thống sau khi hiệu chỉnh sớm pha y(t) ĐaĐapùpư ưngùng cucuảa hệ thong thống 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 30
  21. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng QĐNS s (1/ T) Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế G (s) K ( 1) C C s (1/T)  BươBươcùc 1: XaXacùc định  từ yeyeuâu cacauàu về sai số xaxacùc lập. K K K  P V hoặc a * hoặc  *  * KP KV Ka 1 *  BươBươcùc 2: ChonChọn zero cucuảa khakhauâu hiệu chỉnh: Re(s ) T 1,2 1 1  BươBươcùc 3: Tính cưccực cucuảa khakhauâu hiệu chỉnh: . T T  BươBươcùc 4: Tính KC thothoảa mamanõn đieđieuàu kiện biebienân độ: GC (s)G(s) * 1 s s1,2 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 31
  22. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng QĐNS R(s) 10 Y(s) + G (s) C s(s 3)(s 4)  Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh GC(s) sao cho hệ thống sau khi hiệu chỉnh có sai số đối với tín hiệu vào là hàm dốc là 0,02 và đáp ứng quá độ thay đổi không đáng kể.  Giải:  KhaKhauâu hiệu chỉnh cacanàn thiethietát kế là khakhauâu trể pha: s (1/ T) G (s) K ( 1) C C s (1/T) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 32
  23. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng QĐNS (tt)  Bước 1: Xác định  Hệ số vận tốc trước khi hiệu chỉnh: 10 KV limsG(s) lims 0.83 s 0 s 0 s(s 3)(s 4) Hệ số vận tốc mong muốn: * 1 1 KV * 50 exl 0,02 KV 0.83 Do đó:  * KV 50  0,017 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 33
  24. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng QĐNS (tt)  Bước 2: Chọn zero cuả khauâ trể pha Cực của hệ thống trước khi hiệu chỉnh là nghiệm của phương trình: 10 s1,2 1 j 1 G(s) 0 1 0 s(s 3)(s 4) s3 5 Cực quyết địn h của hähệ thố ng tr ước khi hie äuchỉn h lølà: s1,2 1 j 1 1 Chọn: Re s1 1 0,1 T T  Bước 3: Tính cực của khâu trể pha 1 1 1  (0,017)(0,1) 0,0017 T T T s 0,1 G (s) K C C s 0,0017 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 34
  25. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng QĐNS (tt)  Bước 4: Xác định hệ số khuếch đại G (s)G(s) 1 C s s* s 0,1 10 KC . 1 s 0,0017 s(s 3)(s 4) s s* * Để đáp ứng quá độ không thay đổi đáng kể: s1,2 s1,2 1 j ( 1 j 0,1) 10 K . 1 C ( 1 j 0,0017) ( 1 j)( 1 j 3)( 1 j 4) KC 1,0042 1 s 0,1 G (s) C s 0,0017 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 35
  26. QĐNS của hệ thống sau khi hiệu chỉnh trể pha QĐNS trước khi hiệu chỉnh QĐNS sau khi hiệu chỉnh 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 36
  27. Đáp ứng của hệ thống sau khi hiệu chỉnh trể pha y(t) Đáp ứng của hệ thống 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 37
  28. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS Khauâ hie äu chỉhỉn h canà thiết kế GC (s) GC1(s)GC 2 (s) sớm pha trể pha  Bước 1: Thiết kế khâu sớm pha GC1(s) để thỏa mãn yêu cầu về đáp ứng quá độ  Bước 2: Đặt G1(s)= G (s). GC1(s) ThieThietát kế khakhauâu hiệu chỉnh trể pha GC2(s) mamacéc nonoiái tietiepáp vavaòo G1(s) để thỏa mãn yêu cầu về sai số xác lập mà không thay đổi đáng kể đáp ứng quá độ của hệ thống sau khi đã hiệu chỉnh sớm pha 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 38
  29. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS R(s) 4 Y(s) + G (s) C s(s 0.5)  Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh GC(s) sao cho hệ thống sau khi hiệu chỉnh có cặp cực phức với  = 0.5, n =5 (rad/sec) và hệ số vận tốc KV =80.  Giải:  Vì yêu cầu thiết kế cải thiệnđáp ứng quá độ và sai số xác lập nên khâu hiệu chỉnh cần thiết kế là khâu sớm trể pha: GC (s) GC1(s)GC 2 (s) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 39
  30. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (tt)  Bước 1: Thiếtkế khâu sớm pha GC1(s) Cặp cực quyết định: * 2 2 s1,2 n jn 1  0,5 5 j5 1 0,5 * s1,2 2,5 j4,33 Góc pha cần bù: * 0  180 (1 2 ) 1800 (1200 1150 )  * 550 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 40
  31. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (tt) Chọn zero của khâu sớm pha triệt tiêu cực tại –0.5 của G(s): 1 0,5 T1 OA 0,5 * sin APˆB sin550 AB PA 4.76 4.5 sin PAB sin 600 B A 1 OA AB 5 T1 –1/T1 –1/ T1 s 0,5 G (s) K C1 C1 s 5 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 41
  32. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (tt) Tính K : G (s)G(s) 1 C1 C1 s s* s 0,5 4 KC1 . 1 s 5 s(s 0,5) s 2,5 j4,33 KC1 6,25 s 0,5 G (s) 6,25 C1 s 5 HaHamøm truyetruyenàn hở sau khi hiệu chỉnh sơsơmùm pha là: 25 G (s) G (s)G(s) 1 C1 s(s 5) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 42
  33. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (tt)  Bước 2: Thiếtkế khâu trể pha GC2(s) 1 s T G (s) K 2 C2 C2 1 s T2 Xác định : 25 KV lim sG1(s) lim s 5 s 0 s 0 s(s 5) * KV 80 KV 5 1  * KV 80 16 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 43
  34. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (tt) Xácđịnhzerocủa khâu trể pha thỏađiều kiện: 1 Re(s* ) Re( 2,5 j4,33) 2,5 T2 1 Chọn 0,16 T2 Xác định cực của khâu trể pha: 1 1 1 . .(0,16) T2 T2 16 1 0.01 T2 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 44
  35. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm trể pha dùng QĐNS (tt) G (s)G (s) 1 Tính KC2 dựa vào đie àu kie än bie ân đäđộ: C2 1 s s* G (s) G (s) 1 C2 s s* 1 s s* 2,5 j4,33 0,16 K 1 C2 2,5 j4,33 0,01 KC2 1.01 (s 0,16) Hàm truyền khâu trể pha: G (s) 1,01 C2 (s 0,01) (s 0,5)(s 0,16) Kết quả: G (s) G (s)G (s) 6,31 C C1 C2 (s 5)(s 0,01) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 45
  36. ThieThietátke kế hệ thothongáng đieu điềukhie khienån lien liêntuc tục dùng phương pháp biểu đồ Bode 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 46
  37. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode Ts 1 Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế G (s) K ( 1) C C Ts 1  BươBươcùc 1: XaXacùc định KC để thothoảa mamanõn yeyeuâu cacauàu về sai số xaxacùc lập * * * KC KP / KP hoặc KC KV / KV hoặc KC Ka / Ka  BươBươcùc 2: Đặt G1(s)=KCG(s).Vẽ biebieuåu đồ Bode cucuảa G1(s)  Bước 3: Xác định tần số cắt biên của G1(s) từ điều kiện: L1(C ) 0 hoặc G1( jC ) 1  Bước 4: Xác định độ dự trữ pha của G1(s) (độ dự trữ pha của hệ trươtrươcùc khi hiệu chỉnh): M 180 1(C ) *  Bước 5: Xác định góc pha cần bù max M M  M * là độ dự trữ pha mong muốn,  50  200 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 47
  38. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode 1 sin max  Bước 6: Tính : 1 sin max  Bước 7: Xác định tần số cắt mới (tần số cắt của hệ sau khi hiệu chỉnh) dựa vào điều kiện: L1(C ) 10lg hoặc G1( jC ) 1/ 1  Bước 8: Tính hằng số thời gian T: T C  Bước 9: Kiểm tra lại hệ thống có thỏa mãn điều kiện về độ dự trữ biebienân hay khokhong?âng? NeNeuáu khokhongâng thothoảa mamanõn thì trở lailại bươbươcùc 5.  Chú ý: Trong trường hợp hệ thống quá phức tạp khó tìm được lời giagiaiûi giagiaiûi tích thì có thể xaxacùc định C (bươ(bươcùc 3), M (bươ(bươcùc 4) và ’C (bước 7) bằng cách dựa vào biểu đồ Bode. 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 48
  39. Thí dụ thiết kế khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode R(s) 4 Y(s) + GC(s) s(s 2)  Yêu cầu: thiết kế khâu hiệu chỉnh GC(s) sao cho hệ thống sau khi * * 0 * hiệu chỉnh có KV 20; M 50 ; GM 10dB  Giải:  Hàm truyền khâu hiệu chỉnh sớm pha cần thiết kế là: 1 Ts G (s) K ( 1) C C 1 Ts 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 49
  40. Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt)  Bước 1: Xác định KC Hệ số vận tốc của hệ sau khi hiệu chỉnh là: * 1 Ts 4 KV lim sGC (s)G(s) lim sKC . 2KC s 0 s 0 1 Ts s(s 2) K * 20 K V K 10 C 2 2 C 4  Bước 2: Đặt G (s) K G(s) 10. 1 C s(s 2) 20 G (s) 1 s(0,5s 1) VõbiåVẽ biểu đ đàBdồ Bode củ a G1(s) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 50
  41. Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) -20dB/dec 26 -40dB/dec 2 c=6 M -160 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 51
  42. Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt)  Bước 3: Tầnsố cắt của hệ trước khi hiệu chỉnh Theo biểu đồ Bode: C 6 (rad/sec)  Bước 4: Độ dự trữ pha của hệ khi chưa hiệu chỉnh 0 Theo biểu đồ Bode: 1(C ) 160 0 M 180 1(C ) 20  Bước5: Góc pha cần bù: * max M M  (chọn =7) 0 0 0 max 50 20 7 0 max 37 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 52
  43. Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt)  Bước 6: Tính 1 sin 1 sin370 max 4 0 1 sin max 1 sin37  Bước 7: Tính số cắt mới dựa vào biểu đồ Bode: L1(C ) 10lg 10lg4 6dB Hoành độ giao điểm của đường thẳng nằm ngang có tung độ 6dB chính là tầnsố cắt mới. Theo hình vẽ (xem slide 54), ta có: C 9 (rad/sec)  Bước 8: Tính T 1 1 T T 0,056 T 0,224 C (9)( 4) 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 53
  44. Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt) -20dB/dec -40dB/dec +20dB/dec -20dB/dec -6 -40dB/dec -40dB/dec 1/ T=4.5 c=6  ’c=9 1/T=18 M * M -160 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 54
  45. Thí dụ TK khâu hiệu chỉnh sớm pha dùng biểu đồ Bode (tt)  Bước 9: Kiểm tra lại điều kiện biên độ Theo biểu đồ Bode sau khi hiệu chỉnh GM* = + , do đó thỏa mãn đieđieuàu kiện biebienân độ đề babaiøi yeyeuâu cacauàu.  Kết luận: Khâu hiệu chỉnh sớm pha cần thiết kế có hàm truyền là 1 0,224s G (s) 10 C 1 0,056s 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 55
  46. Trình tự thiết kế khâu hiệu chỉnh trể pha dùng biểu đồ Bode Ts 1 Khâu hiệu chỉnh cần thiết kế G (s) K ( 1) C C Ts 1  BươBươcùc 1: XaXacùc định KC để thothoảa mamanõn yeyeuâu cacauàu về sai số xaxacùc lập * * * KC KP / KP hoặc KC KV / KV hoặc KC Ka / Ka  Bước 2: ĐëtĐặt G1()(s)=KCG()(s).VõVẽ bie åu đàđồ BdBodecủa G1()(s)  Bước 3: Xác định tần số cắt biên mớiC sau khi hiệu chỉnh dựa vavaòo đieđieuàu kiện: 0 * 1(C ) 180 M  M * là độ dự trữ ppg,ha mong muốn,  50  200  Bước 4: Tính từ điều kiện: 1 L ( ) 20lg hoặc G ( j ) 1 C 1 C 9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 56