Bài giảng Cơ cấu điều khiển

 C.B. Pham 7-1 Ch 7: Cơ cấu điều khiển  C.B. Pham 7-2 7.1 Phân loại cơ cấu điều khiển  C.B. Pham 7-3 Relay circuit Digital IC circuit Pneumatic controller Micro-controller PC-based controller Phương án điều khiển logic Programmable logic controller 7.1 Phân loại cơ cấu điều khiển  C.B. Pham 7-4 So sánh giữa các phương án Chỉ tiêu so sánh Mạch rơ-le Vi điều khiển Máy tính PLC Giá thành Khá thấp Thấp Cao Khá cao Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả năng chống nhiễu Rất tốt Tốt Khá tốt Tốt Khả năng thích ứng môi trường công nghiệp Rất tốt Khá tốt Không tốt Rất tốt Lắp đặt Tốn thời gian thiết kế và lắp đặt Tốn thời gian thiết kế Tốn nhiều thời gian lập trình Lập trình và lắp đặt đơn giản Khả năng điều khiển tác vụ phức tạp Không Có Có có Mức độ thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản Công tác bảo trì Kém Kém – nếu IC được hàn Kém – có rất nhiều mạch điện tử chuyên dùng Tốt – các mô- đun được tiêu chuẩn hóa. 7.1 Phân loại cơ cấu điều khiển  C.B. Pham 7-5 7.2. Tính ổn định Một hệ thống được gọi là ổn định nếu quá trình quá độ tắt dần theo thời gian  C.B. Pham 7-6 7.2. Tính ổn định  C.B. Pham 7-7 7.2. Tính ổn định  C.B. Pham 7-8 7.2. Tính ổn định Một hệ thống được gọi là ổn định nếu tất cả các điểm cực của hàm truyền hệ thống vòng kín (nghiệm s của biểu thức mẫu số) đều nằm bên trái mặt phẳng phức.  C.B. Pham 7-9 7.3. Tiêu chuẩn đại số routh-hurwitz  C.B. Pham 7-10 7.3. Tiêu chuẩn đại số ROUTH-HURWITZ Tiêu chuẩn Routh-Hurwitz: số nghiệm của đa thức (mẫu số) nằm phía bên phải mặt phẳng phức thì bằng với số lần thay đổi dấu ở một thứ nhất. Ví dụ: xét tính ổn định của hệ thống sau:  C.B. Pham 7-11 7.3. Tiêu chuẩn đại số ROUTH-HURWITZ Giải: lập bảng Routh-Hurwitz Ở cột thứ nhất có 2 lần đổi dấu (từ 1  -72, và từ -72  103), nên đa thức mẫu số sẽ có 2 nghiệm có phần thực dương.  C.B. Pham 7-12 7.3. Tiêu chuẩn đại số ROUTH-HURWITZ Ví dụ: xác định khoảng giá trị K để hệ thống luôn ổn định Giải:  C.B. Pham 7-13 7.4. Đặc tính làm việc Hàm truyền vòng hở / vòng kín )()( sGsG o  )(1 )( )( sG sG sG c   • Hàm truyền vòng hở • Hàm truyền vòng kín Hệ thống bậc hai 22 2 2 2 )( nn n ssbass b sG       với bn  b a 2  Tần số riêng Tỉ số giảm chấn  C.B. Pham 7-14 7.4. Đặc tính làm việc  C.B. Pham 7-15 7.4. Đặc tính làm việc  C.B. Pham 7-16 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số  C.B. Pham 7-17 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Khi giá trị K thay đổi, nghiệm s của biểu thức mẫu số (của hàm truyền hệ thống vòng kín) sẽ chạy dọc theo quỹ đạo nghiệm số (biễu diễn trên mặt phẳng phức). Quỹ đạo nghiệm số được xây dựng dựa trên hàm truyền đạt vòng hở: • Số nhánh của quỹ đạo nghiệm bằng với số điểm cực • Quỹ đạo nghiệm số đối xứng qua trục thực • Nhánh quỹ đạo nghiệm số tồn tại trên trục thực nếu tổng số cực và zero bên phải nhánh đó là số lẽ. • Khi K thay đổi (0  ), quỹ đạo bắt đầu từ các điểm cực và kết thúc ở các điểm zero hoặc tiến ra vô cùng. • Điểm cực: p1, p2, p3, • Điểm zero: z1, z2, z3,  C.B. Pham 7-18 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Ví dụ: xác định quỹ đạo nghiệm số khi K thay đổi  C.B. Pham 7-19 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Hệ thống luôn ổn định với mọi giá trị K  C.B. Pham 7-20 7.5. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số Ví dụ: xác định quỹ đạo nghiệm số khi K thay đổi Hệ thống chỉ ổn định trong khoảng giá trị K nào đó