BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Giảng Viên: TS. Nguyễn Văn Lành
Nội dung môn học
 Chương 1: Đại cương về hệ thống điều khiển tự động
 Chương 2: Mô tả toán học hệ thống điều khiển liên tục
 Chương 3: Khảo sát tính ổn định của hệ thống
 Chương 4: Đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển
 Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển liên tục
 Chương 6: Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời rạc
 Chương 7: Phân tích và thiết kế hệ thống rời rạc
Chương 2
MÔ TẢ TOÁN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
LIÊN TỤC
Khái niệm
Hàm truyền đạt
NỘI DUNG
CHƯƠNG 2
Đại số sơ đồ khối
Sơ đồ dòng tín hiệu
Phương pháp không gian trạng thái
KHÁI NIỆM
Vì sao điều khiển tự động cần cơ sở toán học???
Vì sao điều khiển tự động cần cơ sở toán học???
Điều khiển
ON-OFF
Vì sao điều khiển tự động cần cơ sở toán học???
Điều khiển
liên tục
Khái niệm mô hình toán học
Mô hình
toán học
Thiết kế hệ thống
điều khiển
Khái niệm mô hình toán học
Khái niệm mô hình toán học
Khái niệm mô hình toán học
Chứng minh
Khái niệm mô hình toán học
Chứng minh
Khái niệm mô hình toán học
Chứng minh
cho sinθ = θ (Làm việc quanh điểm cân bằng)
Động cơ DC
Động cơ DC
HÀM TRUYỀN ĐẠT
Phép biến đổi Laplace
Tính chất của biến đổi Laplace
Biến đổi Laplace của các hàm cơ bản
Biến đổi Laplace của các hàm cơ bản
Biến đổi Laplace của các hàm cơ bản
Định nghĩa hàm truyền đạt
Định nghĩa hàm truyền đạt
Hàm truyền của các khâu hiệu chỉnh
Hàm truyền của các khâu hiệu chỉnh
Hàm truyền của các khâu hiệu chỉnh
Hàm truyền của các khâu hiệu chỉnh
Hàm truyền của các khâu hiệu chỉnh
Hàm truyền của động cơ DC
Hàm truyền của động cơ DC
Hàm truyền của động cơ DC
Hàm truyền của động cơ DC
Hàm truyền của lò nhiệt
Hàm truyền của lò nhiệt
Hàm truyền của lò nhiệt
Đại số sơ đồ khối
Sơ đồ khối
Hàm truyền của hệ thống cơ bản
Hàm truyền của hệ thống cơ bản
Hàm truyền của hệ thống cơ bản
Hàm truyền của hệ thống cơ bản
Hàm truyền của hệ thống hồi tiếp nhiều vòng
Các phép biến đổi tương đương
Các phép biến đổi tương đương
Các phép biến đổi tương đương
Các phép biến đổi tương đương
Các phép biến đổi tương đương
Các phép biến đổi tương đương
Lưu ý: Phép biến đổi không tương đương
Lưu ý: Phép biến đổi không tương đương
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.1:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Bước 1:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Bước 2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Bước 3:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2: Giải
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.2:
Ví dụ tính hàm truyền tương đương của hệ thống
Ví dụ 2.3:
S=jw
Phương pháp không gian trạng thái
Phương pháp không gian trạng thái
Khái niệm về trạng thái:
Phương pháp không gian trạng thái
Hệ phương trình trạng thái:
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập phương trình trạng thái từ PTVP
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
1. Biến đổi hàm truyền thành PTVP:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
1. Biến đổi hàm truyền thành PTVP:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
2. Dùng PP tọa độ pha:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
2. Dùng PP tọa độ pha:
Dùng biến đổi Laplace ngược
ta có:
Đặt các biến trạng thái như sau:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
2. Dùng PP tọa độ pha:
Suy ra hệ phương trình trạng thái như sau:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
2. Dùng PP tọa độ pha:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
2. Dùng PP tọa độ pha:
Lập PTTT từ hàm truyền và sơ đồ khối
2. Dùng PP tọa độ pha:
Suy ra hệ phương trình trạng thái như sau:
3. Lập PTTT trực tiếp từ sơ đồ khối
3. Lập PTTT trực tiếp từ sơ đồ khối
3. Lập PTTT trực tiếp từ sơ đồ khối
Tìm hàm truyền từ PTTT
Tìm hàm truyền từ PTTT
Tìm hàm truyền từ PTTT
Nghiệm của phương trình trạng thái
Quan hệ giữa các phương pháp mô tả toán học
Lập PTTT của động cơ DC?
Cho Gc(s) = 1.
a. Tìm hàm truyền tương đương của hệ thống
b. Suy ra phương trình vi phân của hệ thống
c. Lập hệ PTTT của hệ thống trên.
So sánh: Hệ thống tuyến tính và phi tuyến
Ví dụ: Hệ thống phi tuyến 1
Ví dụ: Hệ thống phi tuyến 2
Ví dụ: Hệ thống phi tuyến 3
Ví dụ: Hệ thống phi tuyến 3
Ví dụ: Hệ thống phi tuyến 4