TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
I N ĐI N
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHI P
====o0o====

BÀI TẬP LỚN

ĐỀ TÀI:
MÔ HÌNH HÓA H THỐNG LIÊN TỤC

v ê hướ

dẫ :

TS. Đỗ

ạ h Cườ

S h v ê thực h ệ :

Hà Nội, 03-2015


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

LỜI CẢM ƠN
Trước t ê em x
ử lờ cám ơ châ thà h sâu sắc tớ các thầy cô áo trong
trườ Đạ học Bách Khoa à ộ ó chu và các thầy cô áo tro v ệ Đ ệ , bộ
mô Tự độ hóa cô
h ệp ó r ê đã tậ tì h

ục ục...............................................................................................................................3
Đề bà ...................................................................................................................................4
1.
ây dự hàm truyề
Th ết lập phươ trì h sa phâ ..............................................5
2. Code chươ trì h mô phỏ
C ...............................................................................
3.
ao d ệ chươ trì h................................................................................................12
4.
kết qu đườ co quá độ.....................................................................................13
5.
ô phỏ trê
atlab.................................................................................................1
6. Các chỉ t êu chất lượ của hệ thố ..........................................................................15
7.
hậ x t......................................................................................................................16
8. Tà l ệu tham kh o.......................................................................................................17

3


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

ĐỀ BÀI Đ

:

Nội dung: Dùng máy tính khảo sát quá trính quá độ của hệ thống đi u khiển
tự động.

(

)(

( )

(

Thay

(

)

)(

)

)

vào hàm W(s) ta có:
( )
(

)(

)

(


2

(

)
(

) (

)(

)

) (
)
(
)
) (
)
2
2
K1T [z U(z) + 2zU(z) + U(z)]

Dùng tính chất dịch hàm gốc c biế đổ Z ta tìm được phươ trì h sa phâ
tươ ứng:
 AY[k+2] + BY[k+1] + CY[k] = K1K2T2 (U[k+2] + 2 U[k+1] + U[k])
Vì tín hiệu vào là tín hiệu bước nh y U(t) = 1(t) nên ta có:
U[k+2] = U[k+1] = U[k] = 1
K1T2


System;
System.Collections.Generic;
System.ComponentModel;
System.Data;
System.Drawing;
System.Drawing.Drawing2D;
System.Linq;
System.Text;
System.Threading;
System.Windows.Forms;
System.IO;
System.IO.Ports;

namespace Mohinhhoamophong
{
public partial class Form1 : Form
{
private Graphics graph;
private int x0, y0, xMax, yMax;
O, xMax, yMax
private int delta_x = 30;
private int delta_y = 30;
lệch trục tọa độ khi vẽ
private bool OnDinh = true;
private float K1, K2, K3, T1, T2, T;
vào
private float Tmin;
private float ymax, yod, x_ymax, Tod, Tmax, xicma;
đầu ra cần tính toán
private int x_Tod;

graph.Clear(Color.White);
float[] y = new float[sopt];
PointF[] pnt = new PointF[sopt];
Pen blackPen = new Pen(Color.Black, 1);
Pen redPen = new Pen(Color.Red, 1);
Pen greenPen = new Pen(Color.Green, 3);

listBox1.Items.Clear(); // phải xóa rỗng listbox mỗi lần cập nhật
lại đồ thị
// Kiểm tra nhập thông số hợp lệ hay không
if (float.TryParse(textBoxK1.Text, out K1) &&
float.TryParse(textBoxK2.Text, out K2)&& float.TryParse(textBoxT2.Text, out
T2) && float.TryParse(textBoxT1.Text, out T1) &&
float.TryParse(textBoxT.Text, out T)&& float.TryParse(textBoxK3.Text, out
K3))
{
if (T1 < T2) { Tmin = T1 / 19; }
else { Tmin = T2 / 19; }
if (T > Tmin)
{ MessageBox.Show("Chu kì trích mẫu T quá lớn xin nhập lại!
sao cho giá trị Tmin/T
float a2 = (T1 * T2);
//Kiem tra tinh on dinh he thong theo tieu chuan Hurwits
if ((a1 > 0) && (a2 > 0)) { OnDinh = true; }
else OnDinh = false;
y[0] = 0; y[1] = 0;
ymax = y[1];
float ymin = 0;

7


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

for (int i = 0; i < (sopt - 2); i++)
{
y[i + 2] = (4 * K1 * K2 * T * T - B * y[i + 1] - C *
y[i]) / A;
if (ymax < y[i]) { ymax = y[i]; x_ymax = i; }
//
Tìm vị trí và giá trị của ymax
if (ymin > y[i]) { ymin = y[i]; }
}
if (ymin < 0) { y0 = DrawArea.Height / 2; }
// ymin dùng để vẽ trục tọa độ khi có giá trị y âm!!! =>
có thể hệ thống ko ổn định
else { y0 = DrawArea.Height; }
//=== Tính toán lại độ chia để đồ thị nằm chọn trong
"gọn" trong picturebox
unit_x = (DrawArea.Width - 3 * delta_x) / (T * 1000);
unit_y = (y0 - 3 * delta_y) / ymax;


// Vẽ đồ

trục tọa độ
thị
// Vẽ vạch chia hoành độ
Font f = new Font("Tahoma", 12);
Brush b = new SolidBrush(Color.Red);
float chi_so = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
chi_so += 100;
graph.DrawLine(blackPen, delta_x + chi_so * T *
unit_x, y0 - delta_y - 3, delta_x + chi_so * T * unit_x, y0 - delta_y + 3);
graph.DrawString(chi_so.ToString(), f, b, delta_x +
(chi_so - 15) * T * unit_x, y0 - 20);
}

8


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
if (OnDinh)
{
//==============Tính thời gian hệ thống bắt đầu ổn
định
int k = 999;
do
{
Tod = k * T; // Thời gian ổn định

unit_y - delta_y, toa_do_x + 3, y0 - ymax * unit_y - delta_y); //giong ngang
toa_do_x += 6;
} while (toa_do_x
}
else
MessageBox.Show("Xin chỉ nhập dữ liệu dạng số!");
}
//============================================//
private void VeTrucToaDo()
{
Pen p = new Pen(Color.Black, 2);

10


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
graph.DrawLine(p, delta_x, y0 - delta_y, xMax - 2, y0 delta_y);//truc hoanh
graph.DrawLine(p, delta_x, 4, delta_x, yMax - delta_y);//truc
tung
MuiTen(graph, new Pen(Color.Black), new PointF((float)(xMax 2.5), (float)(y0 - delta_y)), new PointF((float)(xMax - 2), (float)(y0 delta_x))); //mui ten Ox
MuiTen(graph, new Pen(Color.Black), new PointF((float)delta_y,
(float)0), new PointF((float)delta_y, (float)(-2.5)));
//mui ten Oy
VeOXY();
}
//============================================//
private void VeOXY()
{
Font f = new Font("Tahoma", 12);
Brush b = new SolidBrush(Color.Black);
graph.DrawString("O", f, b, x0, y0 - delta_y);
graph.DrawString("T", f, b, xMax - 20, y0 - 18);
graph.DrawString("Y", f, b, x0 + 3, 5);



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

4. IN KẾT QUẢ ĐƯỜNG CONG QUÁ ĐỘ
Chọ bộ thô số: K1=0.1; K2=10;K3=100; T1=0.04; T2=0.02; T=0.001
ao d ệ chươ trì h sau kh mô phỏ :

Đồ thị đặc tí h quá độ của hệ thố

Trục x thể h ệ
Trục y thể h ệ

:

á trị t(s) (thờ a ).
á trị của y(t) theo t.
13


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

5. MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB
Sơ đồ s mul k:

ệ h vẽ đồ thị:
>> figure(1)
>> plot(ScopeData.time,ScopeData.signals.values)
>> grid on


“Khô ổ đị h”, các ô chỉ t êu đưa ra thô báo “ / ”
(Tí h ổ đị h của hệ thố được đá h á theo t êu chuẩ urw tz)
Ví dụ: Vớ bộ thô số đầu vào hư phầ trê , hệ thố là ổ đị h vớ các
chỉ t êu hư sau:

15


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

7. NHẬN XÉT
Vớ bộ thô số T1, T2, K1, K2, K3 ,T phù hợp, hệ thố sẽ ổ đị h. Các thô
số trê đều ph khác 0.
Đườ co xuất phát từ ốc tọa độ, vọt lê tớ á trị Ymax tạ thờ đ ểm
Tmax, dao độ xu qua h á trị Yod. á trị vượt quá tố đa so vớ Yod là h
(%).
Đế thờ a Tod, hệ ổ đị h, chỉ dao độ tro phạm v 5% xu qua h á
trị Yod.

16


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

8. TÀI LI U THAM KHẢO
1. uyễ Cô
ề ,
uyễ hạm Thục
h, Mô hình hóa hệ thống và mô
phỏng,

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

18


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

19