Download Đề tài Tính toán hệ thống điều chỉnh tự động tuyến tính liên tục theo các yêu cầu chỉ tiêu chất lượng làm việc cho trước miễn phí
MỞ ĐẦU
Kỹ thuật điều khiển tự động có vai trò rất quan trọng trong phát triển kỹ thuật, công nghệ hiện đại. Hiểu và nắm được các kiến thức cơ sở xây dựng hệ thống điều khiển tự động là yêu cầu cần thiết và không thể thiếu trong chương trình học tập của sinh viên các trường Đại Học kỹ thuật nói chung và Học Viện KTQS nói riêng.
Tiến hành bài tập lớn “Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động” sau khi đã học xong phần “Lý thuyết điều khiển tự động tuyến tính, liên tục” nhằm mục đích hệ thống và củng cố lý thuyết đã được học tập và nghiên cứu; nắm được các phương pháp tính toán thiết kế hệ thống điều chỉnh tự động và biết cách sử dụng tài liệu tra cứu, biểu đồ tài liệu có liên quan.
Với hệ liên tục tuyến tính, để nắm vững nguyên lý xây dựng các hệ thống Điều chỉnh tự động, chức năng cuă các phần tử trong hệ thống. Sử dụng phương pháp phân tích cấu trúc hệ thống, các phương khảo sát tính ổn định và chất lượng của hệ thống ĐCTĐ.
Đề bài: Tính toán hệ thống điều chỉnh tự động tuyến tính liên tục theo các yêu cầu chỉ tiêu chất lượng làm việc cho trước.
Phân tích và khảo sát hệ thống: Điều khiển tốc độ động cơ, bao gồm các phần tử chức năng cần thiết dựa trên sơ đồ nguyên lý cho dưới đây:
/tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-1306/
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!Tóm tắt nội dung:
MỞ ĐẦU
Kỹ thuật điều khiển tự động có vai trò rất quan trọng trong phát triển kỹ thuật, công nghệ hiện đại. Hiểu và nắm được các kiến thức cơ sở xây dựng hệ thống điều khiển tự động là yêu cầu cần thiết và không thể thiếu trong chương trình học tập của sinh viên các trường Đại Học kỹ thuật nói chung và Học Viện KTQS nói riêng.
Tiến hành bài tập lớn “Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động” sau khi đã học xong phần “Lý thuyết điều khiển tự động tuyến tính, liên tục” nhằm mục đích hệ thống và củng cố lý thuyết đã được học tập và nghiên cứu; nắm được các phương pháp tính toán thiết kế hệ thống điều chỉnh tự động và biết cách sử dụng tài liệu tra cứu, biểu đồ tài liệu có liên quan.
Với hệ liên tục tuyến tính, để nắm vững nguyên lý xây dựng các hệ thống Điều chỉnh tự động, chức năng cuă các phần tử trong hệ thống. Sử dụng phương pháp phân tích cấu trúc hệ thống, các phương khảo sát tính ổn định và chất lượng của hệ thống ĐCTĐ.
Đề bài: Tính toán hệ thống điều chỉnh tự động tuyến tính liên tục theo các yêu cầu chỉ tiêu chất lượng làm việc cho trước.
Phân tích và khảo sát hệ thống: Điều khiển tốc độ động cơ, bao gồm các phần tử chức năng cần thiết dựa trên sơ đồ nguyên lý cho dưới đây:
Hệ thống điều chỉnh ĐCTĐ tốc độ động cơ:
Trong đó:
CA:Chiết áp đặt tốc độ của động cơ
KĐĐT:Khuếch đại thuật toán
MF:Máy phát
ĐC:Động cơ
MPĐT:Máy phát do tốc độ của động cơ.
Bảng1: Số liệu bài toán:
Tên phần tử
Mft®
Ca
K® ®t
Mf
®c
Ký hiệu các
Thông
số và
thứ nguyên
Kmftd
[mv x ph/vòng]
Kca
[v/mv]
Kkđ đt
[ma/v]
Tkđ đt
[sec]
Kmf
[v/ma]
Tmf
[sec]
Kđược
[vòng phút xv]
Tđược
[sec]
Giá trị
1
1.5
25
0,004
3,5
0,014
2
1,15
Ký hiệu
K1
K2
K3
T1
K5
T2
K6
T3
δmax=30%; tđược1,2[sec]; n=2; Vmax16; ∆V=0,18
CÁC BƯỚC THỰC HIỆN
I.Lập sơ đồ khối, phân tích chức năng của các phần tử, lập sơ đồ chức năng và thuyết minh nguyên lý làm việc của hệ thống.
Phân tích sơ đồ nguyên lý:
Phân tích sơ đồ nguyên lý ban đầu ta lập được sơ đồ khối của hệ thống bám máy của máy phay chép hình và mối liên hệ giữa các khối như sau:
U0 U1 ∆U
U2
2.Phân tích chức năng các khâu:
Khâu ĐLBĐ: Là chiết áp có chức năng đo sai lệch giữa đầu vào và đầu ra, biến đổi độ sai lệch cơ học thành điện áp. Từ đó sẽ làm thay đổi tốc độ đầu ra.
∆U=U1 – U2: độ sai lệch
Khâu KĐ ĐT: Là phần tử khuếch đại tín hiệu sai lệch
Khâu KĐMĐ: Là phần tử Máy điện khuếch đại từ trường ngang, đầu vào là điện áp cuộn kích từ, đầu ra là điện áp máy phát. Chức năng là khuếch đại công suất.
Khâu ĐCCH: Là động cơ chấp hành một chiều, có chức năng điều khiển tốc độ quay của động cơ theo điện áp điều khiển.
Khâu MFTĐ: Là khâu có chức năng đo tốc độ quay của động cơ và biến đổi tốc độ quay thành điện áp đầu ra.
Sơ đồ chức năng của hệ thống:
U1 ∆U
U2
3.Nguyên lý làm việc của hệ thống:
Từ phân tích sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối và chức năng của từng phần tử trong hệ thống ta có thể mô tả quá trình hoạt động của hệ thống bám máy của máy phay chép hình như sau:
Lượng vào điều khiển là điện áp, điện áp này được so sánh với điện áp ra qua khâu ĐLBĐ tạo thành điện áp sai lệch (∆U=U1 - U2 ).
Khi ∆U≠0: Giá trị điện áp sai lệch nhỏ sẽ được khuếch đại sơ bộ qua khâu KĐ ĐT, sau đó khâu KĐMĐ sẽ khuếch đại công suất lên nhiều lần, biến thành điện áp máy phát đưa đến đầu vào phần tử ĐCCH. ĐCCH sẽ quay theo điện áp điều khiển, máy phát đo tốc độ động cơ sẽ đo tốc độ quay của động cơ và biến đổi thành điện áp đầu ra. Điện áp này lại được đưa về so sánh với điện áp vào và tiếp tục biến đổi cho đến khi giá tri điện áp được điều khiển bằng với điện áp điều khiển, lúc này ∆U =0 hay U2 =U1.
Như vậy, hệ thống bám máy của máy phay chép hình làm việc ở chệ độ bám: lượng ra bám theo lượng vào để phù hợp với lượng vào.
II. Phân tích cấu trúc – lập sơ đồ cấu trúc và lập hàm số truyền của hệ thống mach hở.
Phân tích cấu trúc hệ thống:
Trên cơ sở nguyên lý làm việc của hệ thống, ta phân tích cấu trúc của hệ thống bám như sau:
Khâu ĐLBĐ: Lượng vào là điện áp sai lệch giữa điện áp đầu vào và điện áp đầu ra ( đầu ra đã được biến đổi).
Phương trình động học của khâu được biểu diễn thông qua hàm số truyền: W1(p) = K2 [V/vm]
K2: là hệ số khuếch đại(HSKĐ)
Khâu KĐ ĐT: là khâu khuếch đại với đầu vào là điện áp sai lệch, đầu ra là điện áp đã được khuếch đại.
Hàm số truyền của khâu:
W(p) = [ma/(v*sec)]
Trong đó: K3: là HSKĐ của khâu; T1: là hằng số thời gian của khâu.
Khâu KĐMĐ: Là bộ khuếch đại công suất, đầu vào là điện áp cuộn dây kích từ, đầu ra là điện áp máy phát.
Hàm số truyền của khâu:
W(p) = [V/(ma*sec)]
Trong đó: K5: là HSKĐ
T2: là hằng số thời gian
Khâu ĐCCH: là động cơ chấp hành một chiều, điều khiển tốc độ quay của động cơ theo điện áp điều khiển.
Hàm số truyền của khâu:
W(p) = [v/(độ*sec)]
Trong đó: K6 : là HSKĐ của khâu
T3: là hằng số thời gian của khâu
Máy phát tốc đô: Là khâu đo tốc độ động cơ và biến đổi thành điện áp đầu ra. Hàm số truyền của khâu là:
W5(p) = K1 [V/vm]
Lập sơ đồ cấu trúc:
Dựa vào các hàm số truyền đã lập được ở trên và các số liệu đầu bài đã cho, ta lập sơ đồ cấu trúc của hệ thống như sau:
-
3.Các dạng hàm số truyền của hệ thống:
Hệ thống có phản hồi đơn vị, các khâu còn lại mắc nối tiếp nhau
a.Hàm số truyền mạch hở:
W(p)=W1(p)*W2(p)*W3(p)*W4(p)*W5(p) =
Đặt K=K2*K4*K5*K6*K1 , ta có:
Wh(p) = = ...
Wh(p) =
b. Hàm số truyền kín: Wk(p) =
Wk(p) =
c. Hàm số truyền theo sai lệch:
W((p) =
W((p) =
Theo hàm truyền hở ta thấy hệ tương một hệ gồm 1 khâu tích phân và 3 khâu quán tính mắc nối tiếp nhau:
III. Khảo sát tính ổn định của hệ thống mạch hở ĐCTĐ.
Ta có hàm số truyền của mạch hở:
Wh(p) =
Phương trình đặc trưng của hệ thống hở là:
0,0000644 p4 + 0,020756 p3 + 1,168 p2 + p = 0
Ta thấy số hạng tự do a0 của phương trình đặc trưng bằng 0 , do đó có thể thấy rằng hệ thống nằm trên biên giới ổn định. Sử dụng tiêu chuẩn Hurwits ta lập ma trận để đánh giá tính ổn định của hệ thống hở:
a1 a3 0 0
a0 a2 a4 0
0 a1 a3 0
0 a0 a2 a 4
Trong đó: a0 = 0,0000644; a1 = 0,0202756;
a2 = 1,168; a3 = 1; a4 = 0
Hệ số a4 = 0; ta lập các định thức con Hurwits:
∆1 = a1 = 0,020756 >0
Phương trình đặc trưng có một nghiệm bằng 0, hệ thống nằm trên biên giới ổn định loại một, do đó hệ thống hở ban đầu không ổn định.
Ta cũng có thể căn cứ vào đặc tính tần số biên độ pha ở hình 1 kết luận hệ thống ban đầu đánh giá là không ổn định do hiệu số điểm chuyển dương và điểm chuyển âm khác 0.
IV. Xây dựng các đặc tính tần số Loga Lbđ(ω) và pha tần số Loga ban đầu φbđ(ω).
Thay p = jω vào biểu thức đặc hàm số truyền hở của hệ thống ta có hàm s
