Bài Tập Dài Điều Khiển Số

Phạm Minh Tân Lớp ĐKTĐ_K46

BàI tập dàI điều khiển số
Chýừng I.Xây dựng mô hình động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Đây ch-a phải là làm hoàn chỉnh.
1.1.Xây dựng sơ đồ cấu trúc của động cơ một chiều kích thích độc lập
Ta có hệ ph-ơng trình cân bằng sau:
di A

u

e

i
R

L
A
A
A
A
A

dt

d 1 M M
m
T
dt

m K m m i A


K e m
e A
2


1

i A R L s u A e A
A
A

1

M m M T

Js
M K i
m m A
m


e A 2 K e m
L
Thay TA A Ta có hệ ph-ơng trình sau:
RA

1



Bài Tập Dài Điều Khiển Số

Phạm Minh Tân Lớp ĐKTĐ_K46

Ch-ơng II : Thiết kế bộ điều khiển để điều khiển động cơ một chiều
Để điều khiển động cơ một chiều thông th-ờng ta dùng hệ thống hai vòng
điều khiển:

2.1.Xây dựng vòng điều khiển dòng phần ứng.
*)Xây dựng mô hình toán học của đối t-ợng trong vòng điều khiển dòng.
Coi gần đúng thiết bị chỉnh l-u có điều khiển là khâu tỉ lệ có quán tính
bậc nhất với hằng số thời gian T1

3


Bài Tập Dài Điều Khiển Số
GCL

Phạm Minh Tân Lớp ĐKTĐ_K46
1
1 ST1

Cấu trúc của vòng điều chỉnh dòng nh- sau:

eA

tỉ lệ với tốc độ

1

T12
TA2



S T1 TA 1 ST1 T1 TA 1 STA

4


Bài Tập Dài Điều Khiển Số

Phạm Minh Tân Lớp ĐKTĐ_K46


T1
TA
1 1
1
1

H (s)

R A S T1 TA s 1 T1 TA s 1

T1
TA







G1 z 1 z 1 H z
Với các thông số :
T1=0,1ms;
TA=0,016;
RA=0,25 ;
Vòng điều chỉnh dòng có thể biến thiên nhanh nên ta có
thể chọn chu kì trích mẫu T=0,2ms.
Ta có :



G1 z 1

0,02825z 1 0,01472 z 2
1 1,12291z 1 0,13365z 2

*)Xây dựng bộ điều khiển dòng phần ứng.
Ta xây dựng vòng điều khiển dòng phần ứng bằng ph-ơng pháp deabeat
để đạt đ-ợc đặc tính động học nhanh nhất.
Theo tài liệu giáo trình Điều Khiển Số-TS.Nguyễn Phùng Quang ta
chọn Lz 1 là một đa thức bậc một:
Lz 1 l0 l1 z 1

Với các tham số l0 và l1 xác định bởi điều kiện sau:
l0 l1


a 0 1;

a1 1,12291;
a 2 0,13365;

b0 , b1 , b2 là các hệ số của đa thức tử số của đối t-ợng G1(z).
b0 0;

b1 0,02825;

b2 0,01472;

Thay số vào

*

l 0 10,96233

l1 12,30972

ta tìm đ-ợc l0 và l1 :

Bộ điều khiển cần tìm có dạng:
G R z

Lz 1 Az 1
1 Lz 1 B z 1

GR z

Khi thiết kế vòng điều khiển bên ngoài để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt ta
chon chu kì trích mẫu gấp 10 lần chu kì của vòng điều khiển dòng.
Với bộ điều khiển dòng trên ta có thể coi i *A i A và nối thẳng qua vòng
điều chỉnh dòng khi thiết kế bộ điều khiển cho vòng điều chỉnh tốc độ bên
ngoài.
Đồng thời m là đại l-ợng điện từ nên nó biến thiên chậm hơn rất nhiều so
với đại l-ợng điện nh- điện áp UA,dòng điện iA.Do đó trong một chu kì trích
mẫu ta có thể coi nó là hằng số.
Khi đó cấu trúc của vòng điều chỉnh tốc độ ta có thể đơn giản hóa lại nhsau:

7


Bài Tập Dài Điều Khiển Số

Phạm Minh Tân Lớp ĐKTĐ_K46

Hàm truyền đạt của đối t-ợng là:
G2 (s)

K m m
Js

Chuyển sang miền ảnh z với chu kì trích mẫu T=2ms:
+Đáp ứng quá độ:
H (s)

G 2 ( s ) K m m

s

TK m m z 1
J
1 z 1

Nên theo tài liệu Điều Khiển Số-TS.Nguyễn Phùng Quang ta chọn hệ số
khuếch đại có giá trị:
Vr

1
J

Vs TK m m

Nh- vậy bộ điều khiển cho vòng điều khiển tốc độ là:
G r ( z ) V r

J
TK m m

Hàm truyền đạt của vòng điều chỉnh tốc độ là:
G w2 ( z )

G 2 G r
1 G2 G r

G w 2 ( z ) z 1

Khảo sát đặc tính quá độ của vòng điều chỉnh tốc độ:

8