Tài liệu Bai giang dk so c3

CHƯƠNG 3: HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ 3.1 Hệ thống hở Cho hệ thống hở: X*(p) T G1(p) G2(p) Xác định hàm truyền đạt của hệ thống đã cho Y ( z) G( z) = X ( z) Y(p) T Y*(p) X*(p) T [X*(p)]* X*(p) G1(p) G2(p) T Y*(p) Y(p) Y ( p ) = X * ( p ).G1 ( p ).G2 ( p ) G1G2 ( p ) := G1 ( p ).G2 ( p ) Y ( p ) = X * ( p ).G1G2 ( p ) Y ( p) = ⎡⎣ X ( p).G1G2 ( p ) ⎤⎦ * * * Y * ( p) = X * ( p).G1G2* ( p) G1G ( p) = [G1 ( p ).G2 ( p)] ≠ G1* ( p).G2* ( p ) * 2 * Y * ( p ) = X * ( p ).G1G2* ( p ) Y * ( p) 1 p = ln z T = X * ( p) 1 p = ln z T . G1G2* ( p ) 1 p = ln z T Y ( z ) = X ( z ).G1G2 ( z ) G1G2 ( z ) = Z{G1G2 ( p )} = Z{G1 ( p ).G2 ( p )} ≠ G1 ( z ).G2 ( z ) Y ( z) G( z) = = G1G2 ( z ) X ( z) X(z) G1G2 ( z ) Y(z) Ví dụ 1 G1 ( p ) = G2 ( p ) = p 1 G1G2 ( p ) = G1 ( p ).G2 ( p ) = 2 p G1G2 ( z ) = Z {G1G2 ( p )} = Z {G1 ( p ).G2 ( p )} ⎧1 ⎫ T .z = Z⎨ 2 ⎬ = 2 p ( z − 1) ⎩ ⎭ T .z G( z) = ( z − 1) 2 Hệ thống điều khiển số X*(p) E*(p) (-) TBĐK số U*(p) D/A GP(p) Y*(p) A/D Máy tính Lấy phần bên ngoài máy tính U*(p) D/A GP(p) Y(p) A/D Y*(p) Y(p) U*(p) GP(p) D/A Y(p) A/D Y*(p) • Thay bộ biến đổi A/D bằng khâu lấy mẫu • Thay bộ biến đổi D/A bằng khâu lấy mẫu nối tiếp với khâu lưu giữ bậc không U*(p) T [U*(p)]* U*(p) H0(p) GP(p) Y(p) T Y*(p) U*(p) T U*(p) GP(p) H0(p) T Y*(p) Y(p) Y ( p ) = U * ( p ).H 0 ( p ).GP ( p ) Y ( p ) = U * ( p ).H 0GP ( p ) Y ( p) = ⎡⎣U ( p).H 0GP ( p) ⎤⎦ * * * Y * ( p) = U * ( p).H 0GP* ( p) Y * ( p) 1 p = ln z T = U * ( p) 1 p = ln z T . H 0GP* ( p ) 1 p = ln z T Y ( z ) = U ( z ).H 0GP ( z ) Y ( z) G( z) = = H 0 GP ( z ) U ( z) H 0GP ( z ) = ??? H 0GP ( z ) = Z { H 0GP ( p )} = Z { H 0 ( p ).GP ( p )} ⎧ GP ( p ) ⎫ ⎧ −Tp GP ( p ) ⎫ ⎧1 − e −Tp ⎫ = Z⎨ ⋅ GP ( p ) ⎬ = Z ⎨ ⎬ − Z ⎨e ⎬ p ⎭ ⎩ p ⎭ ⎩ ⎩ p ⎭ ⎧ GP ( p ) ⎫ −1 ⎧ GP ( p ) ⎫ z − 1 ⎧ GP ( p ) ⎫ Z⎨ = Z⎨ ⎬− z Z⎨ ⎬ = ⎬ z ⎩ p ⎭ ⎩ p ⎭ ⎩ p ⎭ z − 1 ⎧ GP ( p ) ⎫ H 0GP ( z ) = Z⎨ ⎬ z ⎩ p ⎭ Sơ đồ khối của động cơ điện một chiều kích từ độc lập uư (-) 1/ R− T− p + 1 eư Có 3 đầu vào: Mc (-) iư M 1 Jp K ukt 1 wkt p (-) Rktikt Rkt ikt = f −1 (Φ ) Hình 1.3: Sơ đồ khối động cơ điện một chiều kích từ độc lập -Điện áp phần ứng -Điện áp mạch kích từ -Moment cản Có 2 đầu ra: -Tốc độ động cơ -Moment điện từ của động cơ ÎĐặc tính cơ: là mối quan hệ giữa moment điện từ của động cơ M và tốc độ ω ?? Î Ở trạng thái xác lập Sơ đồ khối của động cơ điện một chiều kích từ độc lập với kích từ định mức • KΦđm Mc uư (-) eư 1/ R− T− p + 1 iư KΦđm M (-) 1 Jp KΦđm • Mc = 0 1/ R− 1 ⋅ K Φ®m ⋅ T− p + 1 Jp G® c ( p) = 1/ R− 1 2 1+ ⋅ ( K Φ®m ) ⋅ T− p + 1 Jp 1/ R− 1 ⋅ K Φ®m ⋅ T− p + 1 Jp G® c ( p ) = 1/ R− 1 2 ⋅ ( K Φ ®m ) ⋅ 1+ T− p + 1 Jp G® c ( p ) = G® c ( p ) = G® c ( p ) = K Φ ®m R− (T− p + 1) Jp + ( K Φ ® m ) 2 K Φ®m T− R− Jp + R− Jp + ( K Φ ® m ) 2 T− 1 K Φ ®m R− J ( K Φ ®m ) p + 2 2 2 R− J ( K Φ ®m ) 2 p +1 G® c ( p ) = T− 1 K Φ®m R− J ( K Φ®m ) KĐ = Tc = 2 p2 + ( K Φ®m ) 1 K Φ®m 2 p +1 Hệ số khuyếch đại của động cơ R− J ( K Φ®m ) R− J KĐ ⇒ G® c ( p ) = T− Tc p 2 + Tc p + 1 2 Hằng số thời gian cơ Do Tư << Tc nên có thể gần đúng coi: KĐ G® c ( p ) ≈ Tc p + 1 Hàm truyền đạt của bộ chỉnh lưu (kể cả bộ phát xung điều khiển chỉnh lưu) • Đại lượng đầu ra: Ud • Đại lượng đầu vào: uđk uđk << Ud (kể cả độ lớn lẫn công suất) Î Bộ chỉnh lưu có thể coi như là một khâu khuyếch đại Gcl ( p ) = K CL Bộ chỉnh lưu có tính trễ • Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính uđb uđk Do đó hàm truyền của bộ chỉnh lưu sẽ là Gcl ( p ) = K cl e −Tp Trong đó: T= 1 2 pf Với p: số xung đập mạch của sơ đồ f: tần số điện áp lưới Tp (Tp ) Tp e = 1+ + + ⋅⋅⋅ 1! 2! Tp ≈ 1+ = 1 + Tp 1! 2 Gcl ( p ) = K cl e −Tp K cl ≈ Tp + 1 Với p= 6, f= 50 ... T=1/600=0.0017 [s] Gcl ( p ) = K cl Hàm truyền đạt của hệ T-Đ K cl K ® c K GP ( p ) = Gcl ( p ).G®c ( p ) ≈ = Tc p + 1 τ p + 1 Trong đó: K = K cl .K ® c τ = Tc U*(p) D/A Trong đó: GP(p) GP ( p ) = Y(p) A/D Y*(p) K τp + 1 • Thay bộ biến đổi A/D bằng khâu lấy mẫu • Thay bộ biến đổi D/A bằng khâu lấy mẫu nối tiếp với khâu lưu giữ bậc không U*(p) T [U*(p)]* U*(p) H0(p) GP(p) Y(p) T Y*(p) U*(p) T U*(p) GP(p) H0(p) T Y*(p) Y(p) Y ( p ) = U * ( p ).H 0 ( p ).GP ( p ) Y ( p ) = U * ( p ).H 0GP ( p ) Y ( p) = ⎡⎣U ( p).H 0GP ( p) ⎤⎦ * * * Y * ( p) = U * ( p).H 0GP* ( p) Y * ( p) 1 p = ln z T = U * ( p) 1 p = ln z T . H 0GP* ( p ) 1 p = ln z T Y ( z ) = U ( z ).H 0GP ( z ) Y ( z) G( z) = = H 0GP ( z ) U ( z) ⎫ K z − 1 ⎧ GP ( p ) ⎫ = z − 1 Z ⎧ ⎨ ⎬ H 0GP ( z ) = Z⎨ ⎬ z z ⎩ p (τ p + 1) ⎭ ⎩ p ⎭ 1 ⎧ ⎫ 1 ⎫ ⎧ K ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎧ ⎫ K τ τ = K .Z ⎨ Z⎨ ⎬ ⎬ = Z⎨ ⎬ 1 ⎩ p(τ p + 1) ⎭ ⎪ p( p + ) ⎪ ⎪ p( p + 1 ) ⎪ τ ⎭ ⎩ τ ⎭ ⎩ T − ⎞ ⎛ z ⎜1 − e τ ⎟ ⎝ ⎠ =K⋅ T − ⎞ ⎛ ( z − 1) ⎜ z − e τ ⎟ ⎝ ⎠