›
›

Bài giảng Điều khiển số - Chương 3: Hàm truyền đạt của hệ thống điều khiển số

Download
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
pdf 107 trang baolam 28/04/2022 7060
Download
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:

  • pdfbai_giang_dieu_khien_so_chuong_3_ham_truyen_dat_cua_he_thong.pdf