thiẾt kẾ-bỔ sung khÂu ĐiỀu chỉnh vào hỆ thỐng khÔng có vòng kín

THIÊT KÊ-BÔ SUNG KHÂU ĐIÊU CHINH VAO

HÊ THÔNG KHÔNG CO VONG KIN

Nhom 4: Bui Trung Hiêu

Nguyên Xuân BăcLê Trong Nam

Nguyên Thach Tuyên

GV giang day: Huynh Thai Hoang

Bui Trung Hiêu

Bai thuyêt trinh hôm nay gôm co hai phân, phân đâu xin noi vê cach thiêt kê, bô sung khâu điêu khiên môt "hê thông mơ", vơi y nghia "hê thông mơ" la ta không thê can thiêp vao bên trong hê thông ma chi co thê can thiêp đên băng cach tac đông tư bên ngoai, tương tương hê thông ta như môt "chiêc hôp đen", vơi đăc tuyên In-Out co thê khao sat đươc. Phân thưc hai, tôi xin noi vê môt cach thiêt kê khâu hiêu chinh trê pha (hoăc sơm pha), bai toan cho lơi giai duy nhât va tôt nhât theo yêu câu sư dung, nhơ sư dung phân mêm Matlab. Đây la môt cach giai tôi mơi phat hiên đươc trong qua trinh tim nghiêm tôt nhât cho vi du cua hai tac gia đa đưa ra y tương ơ phân đâu. Đê tiêt kiêm thơi gian, tôi se trinh bay phân 2 lông vao nôi dung cua phân 1. Bây giơ ta se đi vao phân 1 cua seminar nay.

Thiêt kê va bô sung khâu đông hoc dang nôi tiêp Nhóm 4

Mơ đê:Giơi han ưng dung cua cac bai toan bô sung, thiêt kê hê thông điêu khiên nôi tiêp:

Phai biêt đươc đăc tinh đông hoc cua hê hơ.

R(s) + C(s)- G s


Mơ đê:Giơi han ưng dung cua cac bai toan bô sung, thiêt kê hê thông điêu khiên nôi tiêp:

Phai mơ vong kin đê khao sat đăc tinh đông hoc cua hê hơ.

Không thê ap dung nêu hê thông không co vong kin

R(s) + C(s)- G s

R(s) C(s) G s


Thiêt kê va bô sung khâu điêu khiên trê pha

Muôn bô sung môt khâu trê pha, hê thông phai có dang:

R(s) + C(s)- 1

11c

sG s K

s

G s 1

1c

sG s K

s

H(s)


Tư ham truyên ban đâu, gia sư có dang như sau:


R(s) C(s) bbG s


Thưc hiên biên đôi


R(s) C(s) bbG s+- ++ bbG sE(s) R(s)RN (s)




C(s) bbG s+- ++ bbG sE(s) R(s)RN (s)

, 1 bbG s feedback G s

1

bb

bb

G sG s

G s




C(s)+- G sE(s)RN (s)

, 1 bbG s feedback G s

1

bb

bb

G sG s

G s



o Trên, ta đa thưc hiên biên đôi tương đương môt ham truyên không co vong kin (hoăc không mơ vong đươc) thanh ham truyên co vong kin, đam bao co thê ap dung cac ly thuyêt vê phương phap hiêu chinh nôi tiêp kinh điên đa biêt.

Tom lai, cac bươc tiên hanh gôm co:

Tương đương ham truyên ban đây thanh ham truyên co 2 vong hôi tiêp, vơi vong hôi tiêp dương bên trong va hôi tiêp âm ơ ngoai.

Thiêt kê khâu hiêu chinh cho vong kin co ham truyên mơ vong la G(s)

Hê thông thưc sư sau hiêu chinh se co dang:

C(s)+- + bbG sE(s) R(s)RN (s)

cG s +

Ưng dung:


Trong pham vi phân nay, xin đưa ra vi du dưa trên bai bao cua hai tac gia đa đưa ra y tương.

Vi du 1: Xet đông cơ DC sau (Kich tư dang nôi tiêp)

Ưng dung:

4 2 3

5 3 4 2 3

2.5330 10 1.5915 10 1

1.0340 10 9.9761 10 3.2960 10 2

bb

s sG s

s s s


Vi du 1:

Gbb(s)V(s) ω(s)

Thưc hiên biên đôi:

, 11

bbbb

bb

G sG s feedback G s

G s

Ưng dung: Vi du 1(Kêt qua)


Thơi gian xac lâp khi điêm zero cua khâu hiêu chinh thay đôi

Thơ

i gia

n xa

c lâ

p(se

cond

s)

Toa đô điêm zero đươc chon


Khoang đat gia tri nho nhât



Đô vot lô khi điêm zero cua khâu hiêu chinh thay đôi

Đô

vot

lô

Toa đô điêm zero đươc chon



Khoang đat gia tri nho nhât



Dưa trên cac hinh ve, ta chon zero=10:

№ Vây: pole = 0.2

№ Khâu bu chinh thu đươc: 10

0.2c

sG s

s

Tư đo, ta co cac kêt qua đang quan tâm sau:

Ưng dung: Vi du 1(QĐNS)


Quy đao nghiêm sô cua hê thông trươc hiêu chinh (Gbb)

Bui Trung Hiêu

Chuyên qua lai giưa hai cưa sô Matlab va Power Point đê minh hoa kêt qua.command: rlocus(gbb)

Ưng dung: Vi du 1(QĐNS)


Khi co thêm khâu hiêu chinh, phân bô cưc va zero thay đôi

Ưng dung: Vi du 1 (Đap ưng vơi ham nâc đơn vi)


Đa hiêu chinh

Trươc hiêu chinh

Kêt luân: Khâu trê pha thêm vao không lam mât đi cac tinh chât qua đô cua hê thông trươc bu chinh.



Bai toan đăt ra la thiêt kê khâu trê pha đê giư lai cac tinh chât tôt cua qua trinh hê thông qua đô, va cai thiên đap ưng xac lâp.

C(s)+- + bbG sE(s) R(s)

RN(s) cG s +

Nêu biên đôi tương đương:

RN(s) 1cG sR(s) bbG s C(s)



o Ta có cac kêt qua sau:

1 1 1

cc

c bb

G sG s

G s G s

Nêu phân bô cưc cua Gc1 không lam anh hương đang kê tơi hê thông ban đâu thi đap ưng qua đô se không thay đôi đang kê.

Vơi nhân xet đó, ta xet lai vi du trên:

Vi du 1: (Xet anh hương tơi hê thông chưa bu chinh)


Kêt luân: Dang quy đao nghiêm sô không thay đôi

Vi du 1: (Xet anh hương tơi hê thông chưa bu chinh)


Trươc hiêu chinh

Sau hiêu chinh

Kêt luân: Đap ưng qua đô cua khâu hiêu chinh rât tôt, đông thơi sai sô xac lâp giam đang kê. POT=0, Tset=0.698s, Steady State error=0

Vi du 1: (Kêt luân)


Ta thây răng viêc bô sung va hiêu chinh khâu trê pha vao hê thông không lam mât đi tinh tôt vôn co cua hê thông, lai cai thiên đang kê sai sô xac lâp, lam hê thông co tinh chât tôt hơn.

Vân đê đăt ra la: Co phai cach thiêt kê, bu chinh môt khâu đông hoc vao hê thông co săn dang “mơ” như trong đê tai nay nêu ra bi giơi han cho khâu trê pha?

Cach giai quyêt vân đê se vân như khi ta giai quyêt cho khâu trê pha, nghia la cung theo nhưng bươc tuân tư đa nêu.

Lơi đap la không, ta co thê mơ rông cho cac khâu đông hoc khac, vi du khâu sơm pha, hoăc sơm trê pha, PID...

Phân 2: Phương phap tôi ưu trong thiêt kê

Phương phap tôi ưu trong thiêt kê hê thông Nhóm 4

Nêu vân đê:

Tai sao tôi goi phương phap nay la tôi ưu trong thiêt kê? Cac ban thư đăt ra cac tinh huông sau:

Co thê đưa ra yêu câu khăc khe hơn: ban muôn tât ca nhưng yêu tô trên đat trong môt biên giơi nao đo, va muôn tôi ưu kêt qua cua minh.

Ban muôn thiêt kê/bu chinh môt hê thông, sao cho hê thông mơi co POT, hoăc Tset, hoăc SSE bi giơi han bơi gia tri nao đo, đông thơi muôn cac tinh chât con lai la tôi ưu.

Vân đê thư hai đăt ra: liêu cach ta thương lam trong bai toan thiêt kê khâu trê pha dung QĐNS co phai la “Không anh hương đang kê” tơi đap ưng qua đô cua hê thông trươc khi hiêu chinh nêu cac điêm cưc va zero tiên tơi 0?

Phân 2: Phương phap tôi ưu trong thiêt kê


Giai quyêt vân đê:

Chung ta se giai quyêt vân đê 2 trươc, no se dân nhâp vao vân đê 1

¤ Nêu lai vân đê: Trong phân thiêt kê khâu hiêu chinh trê pha dung QĐNS trang 193-195: “...co thê đăt cưc va zero cua khâu hiêu chinh trê pha năm rât gân goc toa đô so vơi phân thưc cua nghiêm s*

1,2“(tưc căp cưc quyêt đinh)

Ban đa thây kêt qua cua nhân đinh nay la không hoan toan chinh xac.

(Xem lai slide 12-15 khi zero va cưc thay đôi, đap ưng qua đô thay đôi theo)

¤ Bây giơ, ta xet lai vi du nêu trong giao trinh trang 195.

Vi du 2: Phương phap tôi ưu trong thiêt kê


¤ Cho zero cua khâu hiêu chinh thay đôi trong tâm tư 0,05Real(s *1,2)

đên 50Real(s*1,2), ta co cac kêt qua vê POT, TSET, SSE đang quan tâm

sau:

VD2: Hay thiêt kê Gc(s) sao cho hê thông sau hiêu chinh co SSE=0,02 (vơi tin hiêu vao la ham dôc) va đap ưng qua đô thay đôi không đang kê.

Vi du 2: Kêt qua


Xu hương zero cang tiên vê 0, Tset không la ham đông biên

Vi du 2: Kêt qua


POT khi zero cang tiên vê 0 cang giam

Vi du 2: Kêt qua


Như đa thây, nêu ta cư theo thoi quen, lây zero=0,1real(s*1,2), kêt

qua không phai luc nao cung đung (vi du 1), hoăc luc nao cung tôi ưu (Vi du 2)

Tuy nhiên, nêu ta ap dung tiêu chuân sai sô IAE đê khao sat, ca 2 trương hơp trên đêu cho kêt qua tôi ưu.

Nhiêu khi, tiêu chuân IAE cho kêt qua la tôt nhât, nhưng không đat tiêu chuân vê POT, Tset, luc ây cân phai co sư giơi han.

Tôi đa viêt săn chương trinh cho cac ham riêng biêt như

Tset=settling_time(g)

Pot=pot(g)

IAE=IAE(sys,sig)

Mơ rông:


Thuât toan đê giai tim nghiêm tôi ưu cho hê thông, ta theo cac câu truc sau:

Nêu chi quan tâm đên sao cho đap ưng la tôt nhât.


{…}

zeropoint=0.05*real(Dpoles):st:5*real(Dpoles); %st la khoang chia

polepoint=zeropoint./Beta;

k=0;

while(1) k=k+1;

gc=tf([1 zeropoint(k)],[1 polepoint(k)]); Kc=1/abs(freqresp(g*gc,dpoles)); gc=zpk(Kc*gc); sys=feedback(g*gc,1); err(k)=IAE(sys); %thêm vao cac đk kiêm tra

if (k==length(zeropoint)) break; end

end[y,k]=min(err);gc=tf([1 zeropoint(k)],[1 polepoint(k)]); Kc=1/abs(freqresp(g*gc,dpoles)); gc=zpk(Kc*gc);

Mơ rông:


Thuât toan đê giai tim nghiêm tôi ưu cho hê thông, ta theo cac câu truc sau:

Nêu chi quan tâm đên sao cho đap ưng la tôt nhât.

Nêu quan tâm thêm đên sao cho đap ưng phai thoa man yêu câu vê POT, Tset, ta thêm đoan code sau:

Pot(k)=pot(sys);

Tset(k)=settling_time(sys);

Sau đo, trươc khi tim min(err), ta phai co hang lênh:

[val,n]=find(Pot<x) %%[val,n]=find(Tset<t)

Kêt luân phân 2:


•Vơi cach trên, ta se mau chong tim đươc khâu hiêu chinh thich hơp đap ưng tôt cac yêu câu đăt ra.

Trên, tôi đa đưa ra thuât toan va chương trinh đê giai quyêt cac bai toan dang nay, tuy muc đich khac nhau, cac ban co thê sư dung đê tim ra khâu đông hoc tôi ưu theo yêu câu đăt ra cua hê thông.

Kha năng ưng dung:


• Co thê, thuât toan nay se mơ rông đươc cac ưng dung giai tim ham truyên đat yêu câu nao đo cho trươc như: POT, Tset, SSE, va khi ưng dung no, co thê theo nhưng quy đinh sau:

Phai biêt đươc bô điêu khiên do anh thiêt kê co đô chinh xac đên đâu? Giơi han lơn nhât cac thơi hăng (T), tư đo, min va bươc nhay trong phep lăp cua thuât toan đươc xac đinh, max cua thuât toan đươc lây gia tri sao cho hê thông sau hiêu chinh con ôn đinh. Nêu may tinh sô co câu hinh manh, viêc nay không thanh vân đê, nêu không, ban phai xem lai đê phong tran ô nhơ.

Kha năng ưng dung:


• Tuy hê thông co yêu câu nghiêm ngăt vê đô vot lô, thơi gian đap ưng, ... hay không ma thuât toan se co cac giơi han thich hơp.

Phai biêt đươc bô điêu khiên do anh thiêt kê co đô chinh xac đên đâu? Giơi han lơn nhât cac thơi hăng (T), tư đo, min va bươc nhay trong phep lăp cua thuât toan đươc xac đinh, max cua thuât toan đươc lây gia tri sao cho hê thông sau hiêu chinh con ôn đinh. Nêu may tinh sô co câu hinh manh, viêc nay không thanh vân đê, nêu không, ban phai xem lai đê phong tran ô nhơ.

Kêt luân:


• Trên, tôi đa trinh bay vơi cac ban vê hai vân đê chinh

Giai quyêt bai toan thiêt kê vơi môt hê nôi tiêp không co vong kin

Tim lơi gia tôi ưu cho hê thông bu chinh hoăc thiêt kê nhơ vao tiêu chuân IAE, ITAE, POT, Tset, dưa trên chương trinh Matlab.

Giai đap thăc măc:


Q&A

Kêt thúc


Email: [email protected]

[email protected]

Website: www.buitrunghieu.edu.tf

(dư kiên se hoat đông lai tư giưa thang 7)

Cam ơn cac ban đa theo dõi!

Đia chi liên lac:

thiẾt kẾ-bỔ sung khÂu ĐiỀu chỉnh vào hỆ thỐng khÔng có vòng kín

Documents