Bài giảng Điều khiển số - Chương 3: Hàm truyền đạt của hệ thống điều khiển số
CHƯƠNG 3: HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ
3.1 Hệ thống hở
Cho hệ thống hở:
T
T
Y(p)
Y*(p)
X*(p)
G2(p)
G1(p)
Xác định hàm truyền đạt của hệ thống đã cho
Y(z)
G(z) =
X (z)
T
T
[X*(p)]*
X*(p)
Y(p)
Y*(p)
X*(p)
G1(p)
G2(p)
Y(p) = X *( p).G1( p).G2 ( p)
G1G2 ( p):= G1(p).G2 (p)
Y(p) = X *(p).G1G2 (p)
*
*
*
⎡
⎤
Y ( p) = X ( p).G1G2 (p)
⎣
⎦
Y*( p) = X *(p).G G*( p)
1 2
*
G G*(p) = G (p).G (p) ≠ G*(p).G*(p)
]
1 2
1
2
1
2
Y*( p) = X *( p).G1G2*( p)
Y*( p)
= X *( p)
.G1G2*( p)
1
1
1
p= ln z
p= ln z
p= ln z
T
T
T
Y(z) = X (z).G1G2 (z)
G1G2 (z) = Z{G1G2 ( p)} = Z{G1( p).G2 ( p)} ≠ G1(z).G2 (z)
Y(z)
G(z) =
= G1G2 (z)
X (z)
X(z)
Y(z)
G1G2 (z)
Ví dụ
1
G1( p) = G2 ( p) =
p
1
p2
G1G2 ( p) = G1(p).G2 (p) =
G G (z) = Z G G (p)
}
1 2
1 2
= Z G ( p).G ( p)
{
}
1
2
⎧ ⎫
1
T.z
= Z
=
⎨ ⎬
p2 (z −1)2
⎩ ⎭
T.z
(z −1)2
G(z) =
Hệ thống điều khiển số
U*(p)
X*(p) E*(p)
Y(p)
TBĐK
số
GP(p)
D/A
A/D
(-)
Y*(p)
Máy tính
Lấy phần bên ngoài máy tính
U*(p)
D/A
Y*(p)
Y(p)
A/D
GP(p)
U*(p)
Y*(p)
Y(p)
A/D
GP(p)
D/A
• Thay bộ biến đổi A/D bằng khâu lấy mẫu
• Thay bộ biến đổi D/A bằng khâu lấy mẫu nối tiếp với khâu lưu giữ bậc không
T
T
[U*(p)]*
U*(p)
Y(p)
Y*(p)
U*(p)
GP(p)
H0(p)
T
T
Y(p)
Y*(p)
U*(p)
U*(p)
GP(p)
H0(p)
Y(p) =U*( p).H0 (p).GP (p)
Y(p) =U*( p).H0GP ( p)
*
*
*
⎡
⎤
Y ( p) = U ( p).H0GP (p)
⎣
⎦
Y*( p) =U*( p).H0GP* ( p)
Y*( p)
=U*( p) .H G* ( p)
p= ln z
1
p= ln z
T
1
p= ln z
T
1
0 P
T
Y(z) =U(z).H0GP (z)
Y(z)
H0GP (z) = ???
G(z) =
= H0GP (z)
U(z)
H G (z) = Z H G ( p) = Z H ( p).G ( p)
{
0 P
0 P
0
P
−Tp
⎧
⎨
⎩
⎫ ⎧
⎫
⎬
⎭
GP (p)
GP ( p)
⎧
⎫
1− e
= Z
− Z e−Tp
= Z
⋅G ( p)
⎬ ⎨
⎭ ⎩
⎨
⎩
⎬
⎭
P
p
p
p
⎧
⎨
⎩
⎫
⎧
⎨
⎩
⎫
⎧
⎫
⎬
⎭
GP ( p)
GP ( p) z −1 GP ( p)
= Z
− z−1Z
= Z
⎬
⎭
⎬
⎭
⎨
⎩
p
p
z
p
⎧
⎫
⎬
⎭
z −1 GP ( p)
H G (z) = Z
⎨
⎩
0 P
z
p
Sơ đồ khối của
động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Mc
Có 3 đầu vào:
(-)
uư
iư
1/ R−
M
1
-Điện áp phần ứng
-Điện áp mạch kích từ
-Moment cản
T− p +1
Jp
(-) eư
K
Có 2 đầu ra:
ukt
1
-Tốc độ động cơ
-Moment điện từ của động cơ
wkt p
(-)
Rktikt
ikt = f −1(Φ)
Rkt
ÎĐặc tính cơ: là mối
quan hệ giữa moment
điện từ của động cơ M
và tốc độ ω ??
Hình 1.3: Sơ đồ khối động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Î Ở trạng thái xác lập
Sơ đồ khối của
động cơ điện một chiều kích từ độc lập
với kích từ định mức
• KΦđm
M
c (-)
uư
iư
M
1/ R−
1
KΦđm
KΦđm
T− p +1
Jp
(-)
eư
1/ R−
1
• Mc = 0
⋅ KΦ®m ⋅
T− p +1
1/ R−
Jp
2
G®c ( p) =
1
1+
⋅ KΦ ⋅
(
)
®m
T− p +1
Jp
1/ R−
1
⋅ KΦ®m ⋅
T− p +1
1/ R−
Jp
2
G®c ( p) =
1
1+
⋅ KΦ ⋅
(
)
®m
T− p +1
Jp
KΦ®m
G®c (p) =
G®c (p) =
2
R T p +1 Jp + KΦ
(
)
(
)
−
−
®m
KΦ®m
2
T R Jp2 + R Jp + KΦ
(
)
−
−
−
®m
1
KΦ®m
p2 +
G®c (p) =
R− J
R− J
T−
p +1
2
2
KΦ
KΦ
(
)
(
)
®m
®m
1
KĐ
KΦ®m
G®c (p) =
⇒ G®c (p) =
T−Tc p2 +Tc p +1
R− J
R− J
T−
p2 +
p +1
2
2
KΦ
KΦ
(
)
(
)
®m
®m
1
KĐ =
Hệ số khuyếch đại của động cơ
Hằng số thời gian cơ
KΦ®m
R− J
Tc =
2
KΦ
(
)
®m
Do Tư << Tc nên có thể gần đúng coi:
KĐ
G®c (p) ≈
Tc p +1
Hàm truyền đạt của bộ chỉnh lưu (kể cả bộ phát
xung điều khiển chỉnh lưu)
• Đại lượng đầu ra: Ud
• Đại lượng đầu vào: uđk
uđk << Ud (kể cả độ lớn lẫn công suất)
Î Bộ chỉnh lưu có thể coi như là một
khâu khuyếch đại
Gcl (p) = KCL
Bộ chỉnh lưu có tính trễ
• Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính
uđb
uđk
Do đó hàm truyền của bộ chỉnh lưu sẽ là
Gcl ( p) = Kcle−Tp
1
Với p: số xung đập mạch của sơ đồ
f: tần số điện áp lưới
Trong đó:
T =
2pf
2
Tp
Tp ( )
eTp =1+ +
+ ⋅⋅⋅
1! 2!
Tp
≈1+ =1+Tp
1!
Kcl
Với p= 6, f= 50 ... T=1/600=0.0017 [s]
Gcl (p) = Kcle−Tp ≈
Tp +1
Gcl (p) = Kcl
Hàm truyền đạt của hệ T-Đ
Kcl K®c
K
GP ( p) = Gcl ( p).G®c (p) ≈
=
Tc p +1 τ p +1
Trong đó:
K = Kcl .K®c
τ = Tc
U*(p)
Y*(p)
Y(p)
A/D
GP(p)
D/A
Trong đó:
K
GP ( p) =
τp +1
• Thay bộ biến đổi A/D bằng khâu lấy mẫu
• Thay bộ biến đổi D/A bằng khâu lấy mẫu nối tiếp với khâu lưu giữ bậc không
T
T
Y(p)
Y*(p)
[U*(p)]*
U*(p)
U*(p)
GP(p)
H0(p)
T
T
Y(p)
Y*(p)
U*(p)
U*(p)
GP(p)
H0(p)
Y(p) =U*( p).H0 (p).GP (p)
Y(p) =U*( p).H0GP ( p)
*
*
*
⎡
⎤
Y ( p) = U ( p).H0GP (p)
⎣
⎦
Y*( p) =U*( p).H0GP* ( p)
Y*( p)
=U*( p) .H G* ( p)
p= ln z
1
p= ln z
T
1
p= ln z
T
1
0 P
T
Y(z)
U(z)
G(z) =
= H0GP (z)
Y(z) =U(z).H0GP (z)
⎧
⎨
⎫
⎬
⎭
z −1
= Z
K
⎧
⎫
⎬
⎭
z −1 GP (p)
H G (z) = Z
⎨
⎩
0 P
z p(τ p +1)
z
p
⎩
1
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
1
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
K
⎧
⎫
K
τ
τ
= K.Z
Z
= Z
= K ⋅
⎨
⎩
⎬
⎭
1
1
p(τ p +1)
p( p + )
p( p + )
τ
τ
T
−
⎛
⎞
⎟
⎠
τ
z 1− e
⎜
⎝
⎛
T
−
⎞
⎟
⎠
τ
(z −1) z − e
⎜
⎝
Tải về để xem bản đầy đủ
107 trang
25620
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Điều khiển số - Chương 3: Hàm truyền đạt của hệ thống điều khiển số", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_dieu_khien_so_chuong_3_ham_truyen_dat_cua_he_thong.pdf
