TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Giảng viên hướng dẫn: Th.S LÊ THỊ VÂN ANH
Sinh viên thực hiện : LÊ NGỌC HƯNG
Khoa : CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
Lớp : D7-CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG 1
Khoá : 2012 - 2017
Hà Nội, tháng 10 năm 2014
1
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay, Tự Động Hóa có mặt
ngày càng nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp và trong đời sống hàng ngày.Trong công
nghiệp, Tự Động Hóa làm tăng năng xuất, chất lượng sản phẩm với thời gian ngắn nhất mà lại
tốn ít nhân công.Trong đời sống, nó làm cho cuộc sống của con người tiện nghi hơn.
Để các dây truyền Tự Động Hóa hoạt động ổn định, hiều quả, chúng ta cần xác định các
thông số, các chỉ tiêu chất lượng, thiết kế cấu trúc hệ thống một cách tối ưu và đặc biệt phải
thiết kê bộ điều khiển giúp cho hệ thống hoạt động ổn định và chính xác.
Dựa trên những phương pháp hiện đại của lí thuyết điều khiển tự động. Đồ án này của
em sẽ nêu ra các cách nhận dạng đối tượng, xác định hàm truyền đạt của đối tượng từ đáp ứng
đầu ra cho trước và từ đó xác định đối tượng có ổn định hay không.Thiết kế các bộ điều khiển
phản hồi trạng thái để nâng cao chất lượng đầu ra của hệ thống.
Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng đã nhận được nhiều sự giúp đỡ thầy cô và các
bạn trong lớp đã có nhưng góp ý cho đồ án của em hoàn thiện hơn.
Mặc dù rất cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu
sót. Rất mong nhận được nhiều hơn nữa sự đóng góp, bổ xung ý kiến của thầy cô và các bạn
để cho đồ án này ngày càng hoàn thiện hơn.

Viscous friction
Coefficient
Bm(N.m.s)
0,004313 0,005219 0,005219 0,006126 0,006126
CHƯƠNG 1 : MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ ĐIỆN
1.1.Hàm truyền đạt
Hàm truyền đạt của hệ thống là tỷ số của tín hiệu ra với tín hiệu vào của hệ thống
đó.Biểu diễn theo biến đổi laplace với điều kiện đầu vào bằng 0.
Dạng tổng quát của hàm truyền đạt:
W(s) = =
Trong đó:
- Thông thường m≤n
-Khi :B(s)=0 ta có các điểm zero
-Khi :A(s)=0 ta có các điểm cực ,các nghiệm này sẽ quyết định trực tiếp tới tính chất của
hệ (A(s)=0 gọi là phương trình đặc trưng của hề thống )
1.2.Xây dựng mô hình toán học.
1.2.1.Phương pháp lý thuyết.
Mô hình hóa động cơ điện một chiều (kích từ bằng nam châm vĩnh cửu) điều khiển tốc
độ bằng điện áp phần ứng.
4
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
Mô hình động cơ điện một chiều.
Từ sơ đồ ta có hệ phương trình :
Trong đó:
T
L
: mô men tải
T(t): mô men điện từ
: hệ số ma sát

impulse(w)
0 10 20 30 40 50 60 70
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
System: w
Time (sec): 0.626
Amplitude: 0.621
System: w
Time (sec): 48.4
Amplitude: 0.00212
Impulse Response
Time (sec)
Amplitude
7
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
2.1.2.Hàm quá độ
step(w)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0
1
2
3
4

Magnitude (dB)
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
10
1
10
2
10
3
10
4
-180
-135
-90
-45
0
Phase (deg)
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
2.2.Khảo sát tính ổn định.
2.2.1.Điều kiện ổn định của hệ thống.
Một hệ thống tuyến tính liên tục được gọi là ổn định nếu quá trình quá độ của nó tắt dần
theo thời gian, không ổn định nếu quá trình quá độ của nó tăng dần theo thời gian và ở biên
giới ổn định nếu quá trình quá độ của nó dao động với biên độ không đổi hoặc bằng hằng số.

tín hiệu vào và ra. Ví dụ đối với điều khiển động cơ thì có thể hiểu đơn giản tín hiệu vào là
điện áp điều khiển, tín hiệu ra là tốc độ của động cơ. Tuy nhiên, bên cạnh các tín hiệu vào và
ra đó, người ta còn quan tâm đến những thông số khác như: điện áp, dòng điện đầu ra, mô
men, từ thông vv Tất cả các thông số này được gọi là trạng thái của hệ. Một số trạng thái
có thể đo được một cách trực tiếp và được gọi là tín hiệu ra. Một số khác không đo được
nhưng có thể được xác định (hay quan sát) thông qua mô hình của đối tượng và các tín hiệu đo
được khác.
Như vậy, đối với các hệ thống điều khiển hiện đại, người ta cần một hệ phương trình
phản ánh không những các mối quan hệ giữa các tín hiệu vào và ra mà còn cả các quan hệ
ràng buộc giữa các trạng thái bên trong của đối tượng nữa. Phương trình như vậy được gọi
là phương trình trạng thái.
Các phương pháp thiết kế trên không gian trạng thái có ưu điểm đặc biệt khi hệ thống có
hơn một đầu vào hay đầu ra.
3.2.Phương trình trạng thái.
x(t)== X(s)= =
Từ mô hình tìm được ở phần trên ta có :
11
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
x(t)
U(t)
LTừ mô hình ta có :Phương trình trạng thái:
=
y(t)=

GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
(3.3)
(3.4) +
+
T(s)
Mô hình trạng thái:
CHƯƠNG 4:MÔ PHỎNG HỆ ĐIỀU KHIỂN
4.1.MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ TÁC ĐỘNG CỦA NHIỄU
4.1.1.Bộ điều khiển khi chưa có nhiễu
Sử dụng công cụ simulink trong matlab để thực hiện mô phỏng.
Tín hiệu đặt r(t)=100
14
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
Đáp ứng đầu ra.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
0
100
200
300
400
500
600
X: 48.5
Y: 563.3

GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Thương Ngô: Lý thuyết tự động thông thường và hiện đại - Quyển 1 hệ
tuyến tính; NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2005.
2. Nguyễn Văn Hoà: Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động; NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà
Nội, 1998.
3. Phạm Công Ngô: Lý thuyết điều khiển tự động; NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội,
1996.
4. Nguyễn Thị Phương Hà: Lý thuyết điều khiển tự động; NXB Khoa học và kỹ thuật,
Hà Nội,1999.
5. Lý thuyết điều khiển tự động - Nguyễn Thị Phương Hà (chủ biên ) - Huỳnh Thái
Hoàng - Nhà xuất bản Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
6. Tài liệu thí nghiệm: Điều khiển bằng các phương pháp cổ điển – Bộ môn Điều khiển
tự động, ĐH Bách khoa TP.HCM
17
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng
18
GVHD: Th.S.Lê Thị Vân Anh
SVTH: Lê Ngọc Hưng