Môn học
CƠ SỞ TỰ ĐỘNG
Biên soạn: TS. Huỳnh Thái Hồng
ề ểBộ mơn đi u khi n tự động
Khoa Điện – Điện Tử
Đại học Bách Khoa TPHCM
Email:
[email protected]
Homepage: www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
Giảng viên: HTHồng, NVHảo, NĐHồng, BTHuyền, HHPhương, HMTrí
9 September 2011 © H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM 1
Chương 7
MÔ TẢ TOÁN HỌC
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RỜI RẠC
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 2
Khái niệm
Nội dung chương 7
Phép biến đổi Z
Hàm truyền
Ph ì h h ùi ương tr n trạng t a
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 3
Khái niệm
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 4
Hệ thống điều khiển dùng máy tính số
Máy tính số D/A Đối tượng
r(kT) y(t)u(kT) uR(t)
A/D
cht(kT)
Cảm biến
“Máy tính số” = thiết bị tính toán dựa trên cơ sở kỹ thuật vi xử
lý (vi xử lý vi điều khiển máy tính PC DSP ), , , , .
Ưu điểm của hệ thống điều khiển số:
Li h h tn oạ
Dễ dàng áp dụng các thuật toán điều khiển phức tạp
ù h á ù h å đi à khi å hi à đ ái ø l ù
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 5
May tín so co t e eu en n eu o tượng cung một uc
Hệ thống điều khiển rời rạc
Xử lý rời rạc Khâu giữ Đối tượng
r(kT) y(t)u(kT) uR(t)
Lấy mẫu
cht(kT)
Cảm biến
Hệ thống điều khiển rời rac là hệ thống điều khiển trong đó cóï
tín hiệu tại một hoặc nhiều điểm là (các) chuỗi xung.
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 6
Lấy mẫu dữ liệu
á ã á å
x(t) x*(t)
Lay mau là bien đoi tín hiệu liên tục theo thời gian thành tín hiệu
rời rạc theo thời gian.
T
x(t)
Biểu thức toán học mô tả quá
trình lấy mẫu:
t
0
0
* )()(
k
kTsekTxsX
x*(t)
tff 21
Định lý Shannon
0cT
Nếu có thể bỏ qua được sai số lượng tử hóa thì các khâu chuyển
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 7
đổi A/D chính là các khâu lấy mẫu.
Khâu giữ dữ liệu
å Khâu giữ dữ liệu là khâu chuyen tín hiệu rời rạc theo thời gian
thành tín hiệu liên tục theo thời gian
x*(t) xR (t)
ZOH
x*(t)
Khâu giữ bậc 0 (ZOH): giữ tín
hiệu bằng hằng số trong thời
i i h i l à l á ã
0
t
g an g ữa a an ay mau.
ø à kh â i b ä 0 xR(t)
t
Ham truyen au g ữ ac .
esG
Ts
ZOH
1)(
0
s
Nếu có thể bỏ qua được sai số lượng tử hóa thì các khâu chuyển
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 8
đổi D/A chính là các khâu giữ bậc 0 (ZOH).
á åPhép bien đoi Z
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 9
Định nghĩa phép biến đổi Z
Cho x(k) là chuỗi tín hiệu rời rac biến đổi Z của x(k) là:
kzkxkxzX )()()( Z
ï ,
Trong đó:
(s là biến Laplace)Tsez
k
X(z) : biến đổi Z của chuỗi x(k). Ký hiệu:
)()( zXkx Z
á
)()()( kzkxkxzX Z
Neu x(k) = 0, k < 0:
Miền hội tụ (Region Of Convergence – ROC)
0k
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 10
ROC là tập hợp tất cả các giá trị z sao cho X(z) hữu hạn.
Ý nghĩa của phép biến đổi Z
Gi û ử (t) l ø tí hi ä li â t t i à thời i l á ã (t)a s x a n eu en ục rong m en g an, ay mau x
với chu kỳ lấy mẫu T ta được chuổi rời rạc x(k) = x(kT).
å á ã
* )()( kTsekTxsX
Bieu thức lay mau tín hiệu x(t)
0k
Biểu thức biến đổi Z chuỗi x(k) = x(kT).
0
)()(
k
kzkxzX
Do nên vế phải của hai biểu thức lấy mẫu và biến đổi Z
là như nhau, do đó bản chất của việc biến đổi Z một tín hiệu
Tsez
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 11
chính là rời rạc hóa tín hiệu đó .
Tính chất của phép biến đổi Z
Cho (k) à (k) là hai ch ỗi tín hiệ rời rac có biến đổi Z là:x v y u u ï
)()( zXkx Z )()( zYky Z
Tính tuyến tính: )()()()( zbYzaXkbykax Z
Tính dời trong miền thời gian: )()( 0Xkk kZ 0 zzx
Tỉ lệ trong miền Z: )()( 1zaXkxak Z
Đạo hàm trong miền Z:
dz
zdXzkkx )()( Z
Định lý giá trị đầu: )(lim)0( zXx
z
á )()1(li)( 1 X
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 12
Định lý giá trị cuoi: m
1
zzx
z
Biến đổi Z của các hàm cơ bản
Hàm dirac:
0 1)( kk nếu
(k)
1
0 0 knếu
0
k
1)( kZ
u(k) Hàm nấc đơn vị:
00
0 1
)(
k
k
ku
nếu
nếu
k
1
0
)( zkuZ
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 13
1 z
Biến đổi Z của các hàm cơ bản
r(k) Hàm dốc đơn vị:
0 T)( kkk nếu k
1
)( Tzk
0 0 k
r
nếu 0
21 zuZ
Hàm mũ: x(k)
00
0 )(
k
kekx
-akT
á
nếu
k
1
neu
0
zkx )(Z
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 14
aTez
àHàm truyen của hệ rời rạc
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 15
Tính hàm truyền từ phương trình sai phân
(k)(k)
Hệ rời rạc
yu
Quan hệ vào ra của hệ rời rạc có thể mô tả bằng phương trình
)()1(...)1()( 110 kyakyankyankya nn
sai phân
)()1(...)1()( 110 kubkubmkubmkub mm
trong đó n>m, n goi là bậc của hệ thống rời rac
Biến đổi Z hai vế phương trình trên ta được:
ï ï
)()(...)()( 1110 zYazzYazYzazYza nnnn
)()()()( 1 UbUbUbUb mm
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 16
... 110 zzzzzzz mm
Tính hàm truyền từ phương trình sai phân
Lập tỉ số Y( )/U( ) ta đươc hàm tr ền c ûa hệ rời rac:z z , ï uy u ï
mm
mm bzbzbzbzYzG
1
1
10 ...)()(
nn
nn azazazazU 1110 ...)(
Hàm truyền trên có thể biến đổi tương đương về dạng:
n
n
n
n
m
m
m
m
mn
zazazaa
zbzbzbbz
zU
zYzG
1
1
1
10
1
1
1
10
)(
...
]...[
)(
)()(
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 17
Tính hàm truyền từ phương trình sai phân - Thí dụ
Tính hàm truyền của hệ rời rac mô tả bởi phương trình sai phân:ï
)()2(2)(3)1(5)2(2)3( kukukykykyky
Giải: Biến đổi Z hai vế phương trình sai phân ta được:
)()(2)(3)(5)(2)( 223 zUzUzzYzzYzYzzYz
12)()( 23
2 zzYzG
352)( zzzzU
21 )2()()(
zzzYzG 321 3521)( zzzzU
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 18
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối
Cấu hình thường gặp của các hệ thống điều khiển rời rac:
GC(z)
Y(s)+ T G(s)ZOH
R(s)
ï
H(s)
Hàm truyền kín của hệ thống: )()()()( zGzGzYzG Ck )()(1)( zGHzGzR Ctrong đó:
)(zGC : hàm truyền của bộ điều khiển, tính từ phương trình sai phân
sGzzG )()1()( 1 Z sHsGzzGH )()()1()( 1 Z
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 19
s s
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 1
Tính hàm truyền kín của hệ thống:
Y(s)+ G(s)ZOH
R(s)
5.0T
2
3)( ssG
s
sGzzG )()1()( 1 ZGiải:
)2(
3)1( 1
ss
z Z
))(1(
)1(
2
3)1( 5.02
5.02
1
ezz
ezz
)1( aTeza Z3680
948.0)( zG
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 20
))(1()( aTezzass .z
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 1
à á Hàm truyen kín của hệ thong:
948.0
)(1
)()(
zG
zGzGk
3680
948.01
368.0
z
.z
948.0)( zGk 580.0z
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 21
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 2
Tính hàm truyền kín của hệ thống:
Y(s)+ G(s)ZOH
R(s)
50T .
H(s)
3
3)(
s
esG
s
1
1)( ssH
Biết rằng:
Giải:
H ø à kí û h ä h áam truyen n cua e t ong:
)()( zGzGk
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 22
)(1 zGH
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 2
)( 3 s
s
sGzzG )1()( 1 Z
)3(
)( s
esG
)3(
3)1( 1
ss
ez
s
Z
))(1(
)1()1( 5.03
5.03
21
ezz
ezzz
)2230(
777.0)( 2 zzzG
aT
aT
ezz
ez
ass
a
))(1(
)1(
)(
Z
.
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 23
sTs eez 5.0
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 2
HG )()( s
s
sszzGH )1()( 1 Z
3e s 1
)3(
3)(
s
esG
)(21 BAzz
)1)(3(
)1( 1
sss
z Z
)1(
)( ssH
))()(1(
)1(3 5.015.03
ezezzzz
06730)1(3)1(
5.05.03 eeA
))()(1(
)(
))((
1
ezezz
BAzz
bsass bTaT
Z
03460)1()1(3
.
)31(3
5.035.05.05.03
eeeeB
)1()1(
)(
)1()1(
ebeeae
abab
eaebA
aTbTbTaT
bTaT
.
)31(3
104.0202.0)( zzGH
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 24
)( abab
B
)607.0)(223.0(2 zzz
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 2
à k û h h á Hàm truyen ín cua ệ t ong:
)(G )(
777.0
2
)(1
)(
zGH
zzGk
)6070)(2230(
104.0202.01
223.0
2
zzz
z
zz
..
)607.0(777.0)( zzGk
777.0)( zG
104.0202.0135.083.0 234 zzzz
104.0202.0)(
)223.0(
2
2
zzGH
zz
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 25
)607.0)(223.0( zzz
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 3
Tính hàm truyền kín của hệ thống:
GC(z)
Y(s)+ T 0 2 G(s)ZOH
R(s) e(k) u(k)
= .
H(s)
2.05)( eG
s
10)(HBiết rằng: 2s
s .s
à å û ûBộ đieu khien Gc(z) có quan hệ vào – ra mô ta bơi phương trình:
)1(2)(10)( kekeku
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 26
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 3
Giải:
Hàm truyền kín của hệ thống:
)()( GG
)()(1
)(
zGHzG
zzzG
C
C
k
Ta có:
)1(2)(10)( kekeku
)(2)(10)( 1 zEzzEzU
1210
)(
)()( z
zE
zUzGC
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 27
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 3
sG )( 20 s
s
zzG )1()( 1 Z
2.05e s
2
.5)(
s
esG
2 )1()20( zz
)1(10 z
31)1( sz Z 3
11
)1(2
.)1(5
z
zz
2)1(
.)( zzzG
sHsG )()(
s
zzGH )1()( 1 Z 1.0)( sH
sG )()1(10 1
z
zzT
s 3
2
3 )1(2
)1(1
Z
s
z. Z
)1(01.0)( zzGH
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 28
sTs eez 2.02)1( zz
Tính hàm truyền của hệ rời rạc từ sơ đồ khối. Thí dụ 3
à k û h h á Hàm truyen ín cua ệ t ong:
)()( GG
2)1(
)1(1.0.210 zz
)()(1
)(
zGHzG
zzzG
C
C
k
2)1(
)1(01.0.2101
zz
z
z
z
zzz
2.08.0)(
2 zzzG
1
)1(1.0)(
210)(
zG
zzGC02.008.01.12
234 zzzzk
2
)1(01.0)(
)1(
zzGH
zz
z
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 29
2)1( zz
Phương trình trạng thái
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 30
Khái niệm
Phương trình trang thái (PTTT) của hệ rời rac là hệ phương trìnhï ï
sai phân bậc 1 có dạng:
)()()1( kkk BA
)()( kky
r
d
dd
xC
xx
trong đó:
n
aaa 11211 b
b1 )(
)(1
k
kx
nd aaa
22221A
d
b
2B
)(
)( 2
k
x
k x
nnnn aaa 21 n
cccC
xn
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 31
nd 21
Thành lập PTTT từ phương trình sai phân (PTSP)
Trường hơp 1: Vế phải của PTSP không chứa sai phân của tínï
hiệu vào
)()()1(...)1()( 0110 kubkyakyankyankya nn
Đặt biến trạng thái theo qui tắc:
Bi á đ à i â đ ë b è í hi ä en au t en at ang t n eu ra;
Biến thứ i (i=2..n) đặt bằng cách làm sớm biến thứ i1 một
chu kỳ lấy mẫu
)1()(
)()(
12
1
kxkx
kykx
)1()( 23 kxkx
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 32
)1()( 1 kxkx nn
Thành lập PTTT từ PTSP
Trường hơp 1 (tt)
)()(
)()()1(
kk
krkk dd
C
BxAx
ï
Phương trình trạng thái: y d x
trong đó:
0100
0010
0
0
)(
)(1
kx
kx
121
1000
aaaa nnn
d
A
0
0
b
dB
)(
)( 2
kx
k x
0000 aaaa
0a
0001C
n
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 33
d
Thành lập PTTT từ PTSP
Thí du trường hơp 1 ï ï
Viết PTTT mô tả hệ thống có quan hệ vào ra cho bởi PTSP sau:
)(3)(4)1(5)2()3(2 kukykykyky
)1()(
)()(
12
1
kxkx
kykx
Đặt các biến trạng thái:
)1()( 23 kxkx
Phương trình trạng thái: )()()1( krkk dd BxAx
0
0
0
0
B
trong đó:
)()( kky d xC
50522
100
010
100
010
123 aaa
dA
5.1
0
0
a
b
d
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 34
..
000 aaa 001dC
Thành lập PTTT từ PTSP
Trường hơp 2: Vế phải của PTSP có chứa sai phân của tín hiệụ
vào
)()1(...)1()( 110 kyakyankyankya nn
)()1(...)2()1( 1210 kubkubnkubnkub nn
Đặt biến trạng thái theo qui tắc:
Biến đầu tiên đặt bằng tín )()(1 kykx
hiệu ra
Biến thứ i (i=2..n) đặt bằng
cách làm sớm biến thứ i1 )()1()(
)()1()(
223
112
krkxkx
krkxkx
một chu kỳ lấy mẫu và trừ 1
lượng tỉ lệ với tính hiệu vào )()1()( 11 krkxkx nnn
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 35
Thành lập PTTT từ PTSP
Trường hơp 2 (tt)
)()(
)()()1(
kk
krkk dd
C
BxAx
ï
Phương trình trạng thái: y d x
trong đó:
0010
0100
2
1
)(
)(
2
1
kx
kx
121
1000
aaaa nnn
d
A
n
d
1
B
)(
)(
kx
k
n
x
0000 aaaa
n
0001C
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 36
d
Thành lập PTTT từ PTSP
Trường hơp 2 (tt) ï
Các hệ số trong vector Bd xác định như sau:
b
0
0
1
b
a
0
111
2
aab
a
a
0
12212
3 a
0
1122111
a
aaab nnnn
n
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 37
Thành lập PTTT từ PTSP
Thí du trường hơp 2 ï ï
Viết PTTT mô tả hệ thống có quan hệ vào ra cho bởi PTSP sau:
)(3)2()(4)1(5)2()3(2 kukukykykyky
)()1()(
)()(
112
1
krkxkx
kykx
Đặt các biến trạng thái:
)()1()( 223 krkxkx
Phương trình trạng thái: )()()1( kukk dd BxAx
1
trong đó:
)()( kky d xC
50522
100
010
100
010
123 aaa
dA
3
2
dB
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 38
..
000 aaa 001dC
Thành lập PTTT từ PTSP
Thí du trường hơp 2 (tt) ï ï
Các hệ số của vector Bd xác định như sau:
1b
5010
5.0
20
0
1
ab
a
37505.05)25.0(13
25.0
2
.
12212
0
111
2
aab
a
.
20
3 a
50
3750
25.0
.
dB
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 39
.
Thành lập PTTT từ PTSP dùng phương pháp tọa độ pha
Xét hệ rời rac mô tả bởi phương trình sai phânï
)()1(...)1()( 110 kyakyankyankya nn
)()1(...)1()( 110 kubkubmkubmkub mm
Đặt biến trạng thái theo qui tắc:
Biến trạng thái đầu tiên là nghiệm của phương trình:
)()()1()1()( 1
0
1
0
1
1
0
1
1 kukxa
akx
a
ankx
a
ankx nn
á è á
)1()( 12 kxkx
Bien thứ i (i=2..n) đặt bang cách làm sớm bien thứ i1 một
chu kỳ lấy mẫu:
)()(
)1()( 23
kk
kxkx
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 40
11 xx nn
Thành lập PTTT từ PTSP dùng phương pháp tọa độ pha
)()()1( kkk BA
)()( kky
u
d
dd
xC
xx Phương trình trạng thái:
trong đó:
0010
0 )(k
0100
d
A
0
dB
)()( 2
1
kx
x
k x
0
1
0
2
0
1
0
1000
a
a
a
a
a
a
a
a nnn
1
0 )(kxn
0001 bbb mmdC
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 41
000
aaa
Thí dụ thành lập PTTT từ PTSP dùng PP tọa độ pha
Viết PTTT mô tả hệ thống có quan hệ vào ra cho bởi PTSP sau:
)(3)2()(4)1(5)2()3(2 kukukykykyky
Đặt biến trang thái theo phương pháp toa độ pha ta đươc phương ï ï , ï
trình trạng thái:
)()(
)()()1(
kk
kukk dd
C
BxAx
trong đó:
y d x
50522
100
010
100
010
123 aaa
dA
1
0
0
dB
..
000 aaa
50051012 bbbC
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 42
..
000
aaad
Thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Thành lập PTTT mô tả hệ rời rac có sơ đồ khối:ï
y(t)+ G(s)ZOH
r(t)
T
eR(t)e(kT)e(t)
Bước 1: Thành lập PTTT mô tả hệ liên tục (hở):
y(t)eR(t) )()()( tett BAxxG(s)
)()( tty
R
Cx
Bước 2: Tính ma trận quá độ
)]([)( 1 st L
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 43
1)( -ss AI với
Thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Bước 3: Rời rạc hóa PTTT mô tả hệ liên tục (hở):
G(s)ZOH
e(kT) y(kT)
Ad T )(
với
)()(
)()(])1[(
kTkTy
kTekTTk
d
Rdd
xC
BxAx
B
T
d Bd
0
)(
CCd
Bước 4: Viết PTTT mô tả hệ rời rac kín (với tín hiệu vào là r(kT))ï
)()(])1[( kTrkTTk dddd BxCBAx
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 44
)()( kTkTy d xC
Thí dụ thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Thành lập PTTT mô tả hệ rời rac có sơ đồ khối:ï
y(t)+ ZOH
r(t)
T
eR(t)e(kT)e(t) 11 K
x2 x1
sas
Với a = 2, T = 0.5, K = 10
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 45
Thí dụ thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Gi ûi
y(t)eR(t)
s
1
2
1
s 10
x2 x1 Bước 1:
a :
s
sXsX )()( 21 )()( 21 sXssX )()( 21 txtx
2
)()(2 s
sEsX R )()()2( 2 sEsXs R )()(2)( 22 tetxtx R
)(
1
0
)(
)(
20
10
)(
)(
2
1
2
1 te
tx
tx
tx
tx
R
BA
)(010)(10)( 11 txtxty
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 46
)(2 txC
Thí dụ thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Bước 2: Tính ma trận quá độ
11
1
20
1
20
10
10
01
)(
s
s
sss -AI
1
)2(
11
0
12
)2(
1 ssss
2
0
s
sss
1111 11 LL
10
)2(
2
10
)2()]([)(
1
11 ssssssst
L
LL
2ss
tet
2 )1(
2
11)(
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 47
te 20
Thí dụ thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Bước 3: Rời rac hóa )()(])1[( kTekTTk BxAxï
PTTT của hệ liên tục )()( kTkTy d
Rdd
xC
11
368.00
316.01
0
)1(
2
1
0
)1(
2
1)(
5.02
5.02
2
2
e
e
e
eT
Tt
t
t
dA
TTT
d d
e
ed
e
ed
0 2
2
0 2
2
0
)1(
2
1
1
0
0
)1(
2
11)(
BB
092.02
1
22
5.0
22 22
5.02
2
2 ee
T
316.0
2
1
22
5.02
0
2 ee
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 48
010 CCd
Thí dụ thành lập PTTT hệ rời rạc từ PTTT hệ liên tục
Bước 4: PTTT rời rac mô tả hệ kínï
)()(
)()(])1[(
kTkT
kTrkTTk dddd
xC
BxCBAx
y d
316.0080.0010092.0316.01CBAvới
à
368.0160.3316.0368.00ddd
)(
092.0)(316.0080.0)1( 11 k
kxkx
Vậy phương trình trạng thái của hệ rời rạc can tìm là:
316.0)(368.0160.3)1( 22
r
kxkx
)(010)( 1 kxky
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 49
)(
.
2 kx
Tính hàm truyền từ PTTT
Cho hệ rời rac mô tả bởi PTTTï
)()(
)()()1(
kky
kukk dd
xC
BxAx
d
Hàm truyền của hệ rời rac là:ï
ddd zU
zYzG BAIC 1)(
)(
)()(
z
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 50
Thí dụ tính hàm truyền từ PTTT
Tính hàm truyền của hệ rời rac mô tả bởi PTTTï
)()(
)()()1(
kky
kukk
d
dd
xC
BxAx
1070
10
dA
2
0
dB 01dC
Giải: Hàm truyền cần tìm là
..
ddd zzG BAIC
1)()(
01001
01
1
z
21.07.010
2)(G
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 51
7.01.02 zzz