TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN

CÁC BÀI THỰC HÀNH
MÔN HỌC

TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG
( 6 bài)
Họ và tên sinh viên: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mã lớp thí nghiệm: . . . . . . . . . . Mã số sinh viên: . . . . . . . . . .
(Sinh viên phải nộp lại vào buổi bảo vệ tuần cuối cùng để chấm điểm)

HÀ NỘI - 2010

6-1


BÀI 6
Hàm truyền đạt của hệ thống
I. Mục đích



Xác định hàm truyền đạt của hệ thống liên tục/không liên tục từ phương trình vi phân/sai
phân của hệ
Vẽ các đồ thị đặc tính của hệ với MATLAB
Sử dụng Simulink để quan sát tín hiệu vào/ra của khâu quán tính bậc n.


II. Yêu cầu đối với sinh viên


.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
b) Tính toán đáp ứng bước nhảy
Với giả thiết R1  R2  C1  C2  1, hệ có hàm truyền đạt tương ứng là
1
G (s )  2
s  3s  1
 Các em hãy tính toán đáp ứng bước nhảy của hệ thống sử dụng phép biến đổi Laplace ngược
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
6-2


.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Bài 6.2 (thực hiện có hướng dẫn tại PTN): Các loại đồ thị của hệ thống liên tục
a) Xét hàm truyền đạt của một hệ thống liên tục có dạng sau:
b s n  bn 1s n 1   b1s  b0
G ( s )  nn

% step(Gs,15)
% impulse(Gs,15)

Tiện lợi hơn, ta có thể mở một giao diện đồ họa LTI bằng cách gọi hàm ltiview, khi đó các lệnh trên
sẽ được thay thế bởi một lệnh duy nhất sau đây:
ltiview({'step';'impulse';'pzmap';'bode'},Gs);

6-3


 Các em hãy vẽ lại đồ thị nhận được vào Hình 6.2 dưới đây.
Step Response

Impulse Response

1

0.4

Amplitude

Amplitude

0.3
0.5

0

0.2
0.1


10

Time (sec)

1

-1
-3

5

0

Real Axis

0
-50
-100
0
-90
-180
-2
10

0

10

2

Amplitude

0.4

0.3

0.2

0.1

0

-0.1

0

5

10

15

20

25

30

Time (sec)


.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
b) Khi n  1, T tăng dần (ví dụ T  1,5,10, )
Các em hãy chạy mô phỏng để quan sát biên độ và pha của các tín hiệu vào/ra của hệ ứng với các
giá trị tăng dần của T .
 Dựa trên đồ thị Bode của hệ thống, hãy giải thích tại sao khi T càng lớn thì biên độ của tín hiệu
ra càng nhỏ so với biên độ của tín hiệu vào (chủ đạo) trong khi góc pha của tín hiêu ra càng lớn so
với góc pha của tín hiệu vào?
................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Bài 6.4 (về nhà tự làm)
Cho hệ thống không liên tục được mô tả bởi phương trình sai phân tuyến tính cấp hai sau :
y(k )  0.1y (k  1)  0.02 y (k  2)  2 x( k )  x( k  1)
Định nghĩa 2: Hàm truyền đạt của một hệ thống (không liên tục) là tỷ số giữa ảnh Z của tín hiệu ra
với ảnh Z của tín hiệu vào khi cho các sơ kiện bằng không.
a) Dựa vào định nghĩa 2, hãy xác định hàm truyền đạt của hệ thống
...............................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................

5

1
0

-1

10

0

Time (sec)

Phase (deg)Magnitude (dB)

Pole-Zero Map

Imaginary Axis

1
0.5
0
-0.5
-1
-1

-0.5

0


10

1

Frequency (rad/sec)

Hình 6.4 Các đồ thị cho Bài 6.4
c) Dựa vào các đồ thị Hình 6.4, hãy kết luận về tính ổn định của hệ
...............................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................

6-7