BÙI QUỐC KHÁNH - NGUYỄN VĂN LIỄN
PHẠM
QUỐC HẢI - DƯƠNG VẢN NGHI
٠
NHÀ XU ẤT BẢN KHO A HỌC VÀ KỸ THUẬT
Hílỉ QUỐC KHÁNH, N (؛l)YẺN VĂN LIÊN
PHẠM Ọ l ổ c HẤI, I)lf( ١N(; VẪN N(;HI
ĐIỀU CHỈNH T ự ĐỘNG
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
< Sách Ịỉìáo
dùng cho siỉìlì viên các trường đại học kỹ thiiụí
(Tái bản lần thứ 6 có chỉnh sửa)
ĩr ìn lỉ
I 0025776
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HOC VÀ KỶ THUÂT
LÒ I N Ó I Đ Â l
Sự biuig ao tica bộ
ا ا١ا
t.Ịiuật. tro a g llìili \؛ục d iệ ١i - ciĩện tií - tin ỈIỘC a íiítìig
a á m gủn dâ^ (in ( ؛n.a d ếa ĩiỉiữ ag t,bn.١٠ d ổ i sâu snc (١n
{;اا١
ììicìt 1, ﻻtỉiu)'ết ỉ.ă.a tliuc
tế linli UI.ỈC tr u ١’ôn d ộ a g d iện tit dộng. Tỉuíỏc h.ết pỊiỏ.i Ị\١-ể d.ến sit ra. đ b i I)d nga.^
can g íioaìi Ìlilệìi cbc bộ b اến d ồ i (iiọìi tit c.òng suất,
؛ا0 ا
k íc li tỉiưỏc gọn
đ.ộ
tác tỉộng iiluinJi cao, d ễ d.a.ng gỉiõp nổi uới các mạ.cli ítị.c,ỉỉ- k-liĩển d.t(ng ínạ,ck DÌ
đ iện íử, ri xử Iv ... (,'.a.c. ỉiệ tru ١ ؛cn.
٠
íiộn.g d iện ti٠f (tội^g ngciv na.\ tliư.ơng s ١١f d itn g
n g u \c n 1(1(.. di( ١iỉ Idiicn Dccto cko CC1C d-ộng co .x.oa.x' chìeu. PỊian ỉớn c,a.c أn a c اا
dicu ]tliicìi n av d ìiìig Icy tỉiu ạ t sO I)ỏi cỉiương trìn li pb.'an nicm linli b,oạ.t.١ đ ễ d.a.ng
t ا اa ١ ﺀd(H cdu trb c tlìani số b.oạc lu ậ t d.i'cu hhicìi. IU \)ủ١١> Irmi t.a.ng d.ộ t,a.c d ộ n g
ìiluirih \ ا(اdọ
'ع1١ أ ا١٠ ا١
.xác ca.0 clxo lì,('. truv'cn dộng. Dicu
١^a.١٠
d ầ n dến I)iệc cku.ồ.n
hòn oỉì('. rao (.ạ,(. 1١.( اtruyCn d ộ n g h.i(di d(ỊÍ cO ỊIỈIICIỈ d(١c tĩìiỉì lam uĩệc ld ٦.a.c. nl^a.ĩỉ,
d (٦ dh ìig ihig (ỉiỊìig tlxco ycu cdu cOỉ١٠g ngíiậ sdn xudt.
Dc díí]) du.g b'i.p tlibi tlCn bộ kỵ tỉiuật, K lioa tụ dộng 1 0
ةا
XNCN
۴ ١٠iíbng
dạl
1١
.Ọ(- Bnoh l١d ١oa Hli N ộ i d.a c.b.o blCn soạu. g ة ا,o tri all "Đicu cliln li t.i.í d ộ n g tru ٧ Cn
d ộ n g (1'ا.(١ ا١." اd d v la plib.n tlCp tlico ('da g id o Ir.tali "flVuycn d.ộng d.lCn". N ộ ì d u n g
gl.bo 1 1
أاااا١do
tfVp tlic (ةا. أآbọ gta^ig d ạ y tron g klioa llia.m g la bld.n soạ.n, d.a. d.ưọc
I lộ ĩ dOng X(١t d u vct g tb o trdu.li cfia tru b a g tlibag
٩ u.a.
GiciO 1١' أ ا ا أ اg('١nì 9 cliỉíou.g:
('-liuoag 1
ا١'ا. أ ا1١ \\()إ٠
nliữ iig ỉig u v ١'n lor (0 اbda xùv d u n g
ا١.ي
truy'da d.ộng 1!ا
dbag.
d'.li٤í ٧ ag 2 uh d 1 ا أ ا ' ا1 أbay c.a.c ììKỊCh do litoag di.ôu Idiícìi ud cbc bộ blồn dồi
d?ện íil (-bag s u d ؛d lía g clio liC truvda d('١a g íự d()ng.
IdiUoug .1. õ
١'(ا
B lr ١.a l ١ bav cbu trU(- ((ا١ bda (:-ba
ا١م
truxCn d.ộu.g d ộ ìig co mOt
í-lilCu. xonx chuMi ! ؛lib a g dbíig bb ca X(١ny ('l١d'u dbng !)(>.
b'l١(íong 7 u.(٠١u aguydn tbc co bda X(٠V
Ì d io ig 1 ا"(أtii( ١'d١a d.ộng nlilèu d ộ n g co.
('.Iiitoag s ìig l ١( ؛١a cl(u lìệ truyCa d.bag
٢٠dii ؛o ١ig
١١ا
l ١٠I..
)؛tria li bay cdu trUc các 1١(١ lr u ١'7١a d ộ a g tl^lcli nglil.
1'bc (-liiíong du oc pb,a ١i cbng biíui so(Ị ؛١ TiliU sau'
B ìíi (ịii(Sc K l ١b a l ١ tclid. bicn) uiê.t (٠
ac cliitou.g 2 ١ G١ 7١ 8 ١ 9. Ngu.yẽn
1( آ ( آ.ac (-b.U(١a g 1١١ 4 a 5. P liạui QuOí- Hbi
ا
t ؛١ao
ا١ ا آ ؛ ا1أ
١١a
٧a,n
LÌCÌI
l)ito a g Văn N g lil Dict cliuong 3 ٠
duoc d.u١ig ld.ỉ١i tai, Ìì(١u bo(- ịập (٦lio stn l ١ ١١uCn 1)0 lioc Dicn ca.0 lipc
nganK d iệ ìi ١ d'ông tỉiơi сги г. cố tlic Гали tdi liệu tliam khao d io cỏ.c kÿ í؛u diện
tro n g cá.c Iigdìili có Uẽn, quan.
D o các Dấn d c d.ư.a. ra tro n g gta .0 trinlx k.ỉid p lion g pỉiú ncìi cỉxà-c rdn g kỉxông
t اxể tránỉx k اxا ة
k٠ìển ٠ TKií gOp
اﺣﺄ١. اﺟﺎ٦ا
ﻵ
klxiivct. R a t
١٦xong
cdc Ьалх dOng ١xg اx اộp υα. bạn d-ỌC- gOp ý
xin g ١١d ue K h oa tiỊ dộixg اxOa^ X N C N Tnibìxg dqi ỉxọc β d c اx khoa
На N ộ i ١ C 9-1 0 4 ỉxa١ ؛н اxa x u d t bdn Khoa
اxọc
υα. Κ ν th اỉή t ٠ 70 Trdn Huixg Dqo,
На N ội, ch iin g tòi .xin c.ỉiởn th àn h cám an.
Cíic Itic giủ
MỤC LỤC
Trang
ا و دا
ا١.ا١ذ
( tâ
u
lỊìỉio-nK ỉ.
N IU Ì.N í ì
N C ÌIIY ÍÍN T Á C c c )٠ HÂN K H I X Ả Y
t)(')NCi ■Ỉ'RUYÌ';.N’ i '!.C ÌIÌN IỊ 't ٦)(٠)N (i
KìMii .!-! !٦ ا'اا٦٦ va pliân !،ĩi.il
Nhủ.nu van .2-1 ا ىchunL' khi أ1٦ أا ؛ke hệ ى، !ااvhlnh '!ا؛úC)ịv; ااة'ذااآا١ng)t.t اا؛ﻻ٦
t)ó vlilnti xac .2-1 ا ا١ا، 1٦ى ا1 ﻻاthinh 111' đCìiig ا٢ !ة'وا٦ động !اذى٦ ا٢tíng chc đ(i xác lập V؛، tụ'a
x؛Ìc
1;ﻻا
٦
1-ﻟﻲ. ' i ìing lii,١'p c:lc mạch X't١ng ااا؛ ىclìính kicu noi cap dung pha'(n٦g phílp h ؛٠in٦ chu ؛١n nitXíun
1«
'(ا١
1 اا'اا
1-2. ٠
l'ỉ٠
)ng h()'p 'اا'ذ'اn٦
i.í٠
ch V('ìng ى
اااذchỉnh S(٠
1 ا'ا٠
!)!ا'!ا ا؛.'! ا٦d()ng ى
!ا؛١
2.2
1-í). I)ha'( ١
'ng phdp khdng gi،،n irang !h'؛i؛
.2(1
1- 7. 1| ااihdng اا-ﻻ
ز
' ! ا٦dọng !اا؛ىchlnli phi اااا')أاأ
81
(■Ịiuon - 2 .
( ا٨ ( ا11Ầ N 'I ٠٢l' 'l'C ' t)()N (1( ' ؛lR t) X ( ؛i ỉ ( 'IIÌN II:l l l
t ) lì٠
- ا ' أ,ل
- \)() NCí -l ٠R tíY ٠
l'٠
:N t)()NC ;
t2ic .2 - 2 !٦
'اا;ا1 ا٠
tn tldng khucch di:،i;co' l٦أ1٦
أا(ااItxln
{}()
!(٠
)٠
Ic;') .2' 2 {)[] ى
! اااchíiili
11.2
Tlìlcl l٦i do lu.ò.ng .2 -4
124
2 - 1. ﻛﺎ1٦'ا 'ااا1اا ا:! ااlì (؛al اا١
:1ل٦
)ا,٠
''٨
1.28
lu. - sCi / \ / ỉ
141
po .2- 2 1٦!'اا٦ i s(di٠
() - ! ا'( ا١'أ٦ا ! ﺋﺎ.!'
Hi .2 -í ٠' 1١اا٠ل
٦ doi
٠
g;/í
( ااI'0'ng
( ' ٨ ( ' Ui) lỉll.N
7///yr .١
'.
()؛٠
')! líẢ N
DAN C(')N( ؛S ll/V l. .IK O N (؛
( R D Y IN ) ؛N:t)NC> t ) l f ٠
.2- 1. ﻛﺎ1٦ اا؛niọm di(!ng
147
Mi.ich cliíiìlì .2 -2 1ا،'أا
14دا
2íc) .2-2 1٦
'ا١ى
1 إااclìínli d،('n dp X(XI\' chidn
17( 1
Hõ .4 -2 ى
1 اااcliinh xa!i٠
g didn iip !ا٦
، أآcliicLi
177
2 -,2. ا2اا؛٦tân vd nghịcli 1 أا'ااd،)c' Idp
188
١
c chinh.)2-(،. Mỏ íã Iixln h 1ى اا 'اا
، اااkliitn
221
2-7 . | ب
١
n)6 Ixim xang di ؛Ip !٦
٦
( أ)اchlda
22 (1
Mô td ttxin li(.)c IV) l٦
ỉdn dỈ2í t .^)-2؛2n
22 (١
CỉìiamỉỊ 4 .
) ؛l'l'.:D ( : 11!N 1I Tỉ.,)' t)()N (i
اا[أ
' ٦N (ỉ 'l.R U YÌÌN D ()N ( ì)t 'l l
l' C lilH U 'tx ;)N (i ('()' M٠
4-1. t)(Jng C(١' dídn m،2i chĩcư
lílng htí.p mach vong ddng dídn' .4-2
l .2-4 ')'؛2ng)ng hop lìc 'il٦ ا ا 'زاا'اا٦ diỊng dicu chinh toc độ
rỊìu-oiV' .2.
22(1
229
249
ا؛'ا | ) ؛IIÌNII ') 1 ٠ ا٠ا.()؛ 'ا.)N('٠ ' ١N(i CO')l'Rl:Yt):N t)t)N (i D
R l l (٠)N (i t )(٠)() N (i u
M d tã chang .1-
2 -؟9
١
i'،c d(ic liiih ) .2-2 اذا'ا'اd()ng co' klìdng ddng 1٦ا
2 8 (1
١
ng didn slato)2-2. Mi.ich vong d
282
t)ica chinh .4 -2 ى1 اا٦ ;ip ddiìg co' khdng ddng ho
282
t)iCLi chinh điện .5.5 ('!ا٠ أ٢)(ا)'ا
c cl}d
١nucCl).(٠١n٤
! hi'١
c
5-(١. Dicu chlnh ('ا١ا٦اا^ ﺗﺰ:٠ ااiririrt Ixing hệ noi lang dlCn ﻻاا-،٠)di')ng 1 \\)
5-7. )؛1( ﻻةchinh !íìn M.I ct(>ng CO. khong diing IV
Chiro-ni’ 0.
II؛.: ■n;i٠
r iiy Ĩ٠ ؛(ﺑﻢ)ا()؛
2^7
2.SM
2 *د4
CIIINII 'lix: tx) tx)N(i CO.
؛X ) N ( i lit ) I١٨ l ỉ l ٨
(١- l. Rhiii nỉộm 'ا1ﺗﺎااااا
(>-١c di.)2. Ml*) u. luin I٦.-١!iii CO. ﺋﺎااآأآاhi) ا٦ا إئ٦،٦اذ
22.2
í ١-.٦١.
.225
)؛irong chc dt) x;'ic i)ng CO' ớ'C)ịv: 1١:١ 1(،ا٦
'ا١4 . 1١1اا'؛ ا٦ lo؛Ịi h(' زاا'اا.' اا' اđộng dìcLi chinh l،')'c dt) dt)!ig co' dong hộ
227
í ١-5 .
227
' 1٠!' أ ا')اا٦ di)!ìg dltii ch!؛i!ì !i.íc di) dting co' dt٦ng IV) ddng hịt^.n líln ngniJn ;.Ip
í ١-(١. ١j٦ií
co' di5ng)ni! d(ỉ Ic iruvcn di٠ ا١) ٧،؛. آIV) hicn dí^i li1n .Sí'> ngni5n di٠١ng chi^'C'n m.ich Ur
nhk٠!٦
22(»
(١-7. ('؛١' ااlulc n٦؛.،١ng dt)ng CO' d٠i5ng)ch ditn chinh ti'lc di) iniycn d ا١: لddng hltn (؛Jn nguon
donu
24 اا
٠
s , IÌỘ truvcn dtjnii dt)ng CO' di5ng K) dicu khÈn sC)-(i
N ỈX )N ( ì N lll'ld l fX )N (i (:()',:'('huvrvA 7.
244
Ilf;, '|-|(1 !Y ١
Ycu .1- 7 'ا٠
;١
اأ٠
١
ng \vA)C: diY vo i hộ !rLi،c >'٠
cn d()ng nhiCn dt)ng co '
2( ا5
7 -2 . ()؛،c ا!'ااciiim Iighc hệ iruycn dijng 1٦ا٦
1٦
ااذأ'اdt)i٦
g CO' on dịnli Vii d'l'i^ig h ) !t'١
'c dt)
2f١í١
7 -.'؛. )؛، أاةchỉnh ا1'إ١
ل
ذةا1٦
( ١It'ic dt) ا٦
اtru>'c'n d()ng ا٦
1ا، ﻻاd(5ng CO- vtl.i ngiinn cap chiing cho
ا٢['ا''ذﻻ٦ di)ng
2 (ا7
7 4 . 1)1 ا ا ا٠١،٦g nhicLi di)ng co' v!(Itlc di) hC tfLycn di clĨỈnh dtlng l٦t١'i ngLit'in cnng c"؛i'p riCng
١ng co')iLrnc d
26 وا
t .5-7)؛cu cliinh dilng ا٦ ا١ "أا١^ di) Vii ' ا'ا'ﻵ١hi5ng chng hiing diCi! chinh iLr ١'i'؛i ngiion c'i!ng Ci'i'p
272
chnng
7٠ ا؛. )؛،٠ ا ا اcl١ỉnh dΐ'lI٦iا ت٦،ا أ،آ٠ا٠ di) \' ا ؛sire clng l٦؛،ng díCa chỉi٦h di^n ilp ph٠؛١i٦ ١n'h٦ig díing ngu٠i
canií Cilp ricn.:
7-7. ؛)؛٠ ااحchỉnh ·SÚ.C ااغ'ا١، تlìang viỊi ا،! اااhiJng اﻃﺎااdiCLi cliính momcn
ỈIUVHĨ< Y
111
^ - Nguyen I .1؛٠ic xãy di!'ng
275
2^2
' ỉ r u y ì ::n tx^hỉ('. i ) i ') !;٠:N t)ỊÌ ' ٠:u ( ìllN I I VỊ 'I.R ؛
!
ااdfeu
2.^7
2.X1
chỉnh vị n'!'
^-2 . ا1 اchinli vị R.Í iLiyCn !inh di^i١
S)-2. 1) اازا'؛١Í'chỉ.ih vị in !1 اا. ااIheo ihi')'I gi؛in
2 ؤ1
N-4 . (' ؛le lỉnỉi ا1 ا'ا'؛اcil؛، ١rí !rong hệ di'c.u chinh vỊ !ا٦ا'اا٠ (C
.2 ا. 2
ﺑﺮ-5٠ )؛، ااةاchinh vị Ih !،li LI.U vil'1 n٦؛Ịch vilng di.êii chinh glii !،'؛c khilng díli
2 )ا5
٠S-Í>. II ، 'زأااأ٠اذا٦ d،)ng ا1ا٠ ااحkhiCn VỊ irí l؛vitc I٢t)ng che di) Ixlni ln٦
2( وﺀ١
h-7. ^lí iệch chi، hệ llìilng UuyCn dilng hílnì khi cil lilc' dtlng ci'í؛i ل٦1 ااة ﻷItx.in phụ 1'ذ،آ
2،د،د
iliỊi-o-n:; ().
I l l '1'Iì ،1y 1 n ؛xJ n ( ) ؛ ؛i I
n
tx l.d l (:IIÌN II 'l'llí(:il N íiIII
٠i-í,Rhi ، ؛n'(؛n ich u n ũ ^
4 (ا2
٠>-ílu lulc nii.ich dlLu chỉnh Ihíclì nghi') .2
4 اا5
Nhíin d .2-(‘؛.!ng C؛IC. Ili؛iin sil cUi! 1٦! خliilng اح'ؤااآا٦ dilng diẹ.n
4 (»(ا
را4 . 11 ا ج٢'زاا٠ ا ا٦ d،)ng ا٦٦ ﻻأchi.éu ١'،'). اni؛١ng dilng d'،ỊCh v ؛ộn Iliích nghi
41.2
وا-IIC .5' ﻻ-')ﻻ٠ﻻ٦ dílng dltn mội chiCu vih lìii.ich vilng dỉ.CLi chinh lilc di) Ihích ngl٦i
41.2
II(: loiyCn dtlng dlCn vtll n٦ .()-()؛.،ch vi.ĩng vị lỉ'l dieii chỉnh Ihích nglii
415
ỈÌỰỊỊ íhatìi kiffto /« 7
417
CHƯƠNG ỉ
NHỮNG NGUYÊN TẮC c o b ả n k h i x â y D ự N G HỆ
ĐIỀU CHỈNH T ự ĐỒNG TRUYEN ĐÔNG ĐIÊN
1.1. Khá ؛niệm và phân loạj
Mục tiêu cơ bản của hệ điều chỉnh tự động truyền động điện là phải đảm bảo
giá trị yêu cầu của các đại lượng điều chỉnh mà không phụ thuộc vào tác động
của các đại lượng nhiễu lên hệ điều chỉnh. Hệ thống điều chỉnh tự động truyền
động điện cd cấu trúc chung được trinh bày trên hình l~ lg ồ m ': động cơ truyền
động M quay m áy sản xuất Mx và thiết bị biến đổi nãng lượng BĐ (được gọi là
phân lực); các th iết bị đo lường ĐL và các bộ điều chỉnh R (được gọi là phần điều
khiển). T ín hiệu điều khiển hệ thống được gọi là tín hiệu đặt THĐ và ngoài ra
còn các tín hiệu nhiễu loạn N L tác động lên hệ thống.
NL
ỉ Ị ình ỉ-1. Ciíu irúc chung của hệ điều chỉnh lự động iruyen động điện.
Động cơ truyền động thường dùng động cơ điện m ột chiều, xoay chiều không
đồng b ộ , xoay chiều đồng bộ và các loại động cơ bước. Các động cơ điện được cấp
nãng lượng từ các bộ biến đổi BĐ, ngày nay các bộ biến đổi thường dùng là các
b ộ chinh lưu thyristor, các bộ biến tần thyristor, tranzistor, các bộ biến đổi xoay
chiêu thyristor, bộ băm xung điện áp tranzistor và thyristor, v.v... Các bộ biến
đối ở đây co' hai chức năng; thứ nhất là biến đổi năng lượng điện từ dạng này
san g dạng khác thích ứng với động cơ truyền động; thứ hai m ang thông tịn điều
khiển để điều kh؛ển các tham số đầu ra bộ b؛ến đổi (như cOng suất, đ؛ện áp, dOn^'
điện, tần số, ...). Tin h؛ệu di.êu kh؛ển được lấy ra tư bộ điều chỉnh R . Chc bộ đi.êu
chinh R nhận t ؛n h؛ệu thOng báo các sai iệch về trạng thai ^àm v؛ệc của truyCn
động thông qua so sánh gỉữa t ؛n h ؛ệu đặt THĐ và tin h؛ệu do lương các dại lượng
của truyền dộng. Tin hiệu sai lệch này qua bộ díều chỉnh dược khuếch dại và tạo
hàn.) chức nảng diều khiển sao cho đảm bẩo chất lượng dộng va tỉnh cUa hệ thOng
truyền dộng. Trong thực tế các dại lượng dỉ'êu chỉnh của truyền dộng la ìnômen
quay, tốc độ, vi tri. D ể dầm bầo chất lượng của hệ, thường cd nhiều mạch vOng
tĩfốu chỉnh như diện áp, dOng diện, tốc độ, tư thông, tần số, công suầ't١ mômen.
اv.v... Việc phân loại hệ diều chỉnh tự dộng truyền dộng diện tuỳ thuộc vào mục dích.
Nếu như quan tâm tới dộng cơ truyền dộng thi ta co' truyCn dộng dộng cơ một
chiều, truyền dộng dộng cơ xoay chiều, v.v... Nếu quan tâm tới tin hiệu diêu chinh
ta co' bộ dỉều chinh tương tự (analog), bộ điẻư chinh số (digital) hoậc bộ diẽu
chỉnh lại tương tự và sổ. Mặt khác quan tâm tới cấu trUc hoặc thuật điều khỉến
ta cO truyền dộng dỉều chinh thích nghi, truybn dộng diều chỉnh vectơ v.v...
Khi xét nhiệm vụ chung của hệ thống ta cd thể phân ra ba loạỉ:
- Hệ diều chỉnh tự dộng truyền dộng diện diều chỉnh duy tri theo lượng dạt
trước khOng dổi: Thi dụ duy tr ؛tốc độ khOng dổi, duy trỉ inOmen khOng dổi hoạc
duy tr ؛công suất không dổi.
- Hệ diều chỉnh tUy dộng (hệ bám) la hệ díều chinh vị tri trong đó cần điều
khiển'truyền dộng theo lượng dặt trưởc b٤ến thiên tUy ý, chứng ta thường gập ة
truyCn dộng quay ant.en, rada, cảc cơ cấu an dao máy cắt gọt kim loại١ v.v...
- Hệ di.êu khiến chương trinh: t.hực chất, la hẹ dị'eu khiến vị tri nhưng dại lượng
di'èu khiê.n lại tuản theo chương trinh dặt trước. ThOng thương d;.)i lưqng dỉ٠
،‘u
khiển ở dây la các qUy dạo chuyển dộng trong khOng gian phiíc tạp cho nên cáu
t.rức của no' thường gồm nhiều trục. Chương trinh diêu khiển ỏ day dược ma hda
ghi vào bia, bang tư, dĩa tư, v.v... ChUng ta thường gập hệ truyền dộng đieu khiê.n
chương trinh ở các trung tâm gia công cát gọt kim loại, các day tI.uyén sán xuat
co' robot. Hệ điều khiển chương trinh cd cấu trúc phức tạp nhất. ThOng thường
nO cần thOa màn yêu cầu cUa ca hai hệ truyền dộng trên và dUng dỉéu khiển sổ
cO máy tinh díện t,ử CNC (Computer Num erlc Control).
1-2. Những vẩn đề chung kh ؛th؛ét kẽ hệ điều chỉnh tụ động
t٢ uyèn dộng diện
Khi th ỉết kế hệ dỉều chỉnh tự dộng truyền dộng diện càn phai dảm bảo hệ thực
hiện dược tất ca các yêu càu dặt ra, do' la các yêu cầu về công nghệ, các chỉ tieu
chất lượng và các yêu cầu về kinh tê'. Chất lượng của hệ dược th ể hỉện trong
trạng thai dộng và tỉnh. Trong trạng thai tĩnh yêu cầu quan trọng nhat la độ
chinh xác diều chinh. Dối với trạng thai dộng cO các yêu cầu về ổn định và cac
chi tiêu về chất lượng dộng la độ quá diều chinh, tốc độ diều chinh, thời gian di.au
chinh và số làn dao dộng, ồ các hệ diều chinh tự dộng truyền dộng dịện, cẩu trUc
mạch diều khiển, luật diau khiển và tham số của các bộ diều khiển cO ảnh hưởng
rất lớn đến chất lượng của hệ. v ỉ vậy khi thiết kế hệ ta phai thực hiện các bài
ة
toán vê phán tích và tổn g hợp hệ df'; tun ra lời giàỉ hợp lÿ, sao cho dap ứng dược
،you eau kinh t.ế và kỹ thuật, đề ra.
Dối với hàỉ toán tổng hợp hệ١ ngưOỈ ta thường dưa ra ba loại: tổng hợp chiìTc
nang, tổn g hợp thain số và tổng hợp cấu trhc - thain sổ.
1- B ài toàn tồ n g hợp chức n an g thực hiện trong trường hợp da biết cấu trUc
vìì tham sổ của niạch diều khiển ta phhí xác dاnh luật diều khiển dàu vào sao
(-íio hệ đảin bầo chất lượng.
2- B àỉ ỉoán t.ổng hợp th a m số thực hiện khi dã bỉê't cấu t.rUc hệ và lượng the
dộng dhu vào cUa hệ ta cần xác đĩnh than١ số các hệ dỉều khiển.
3- B a i toán tổ n g hợp cẫu trú c - th am số thực hiện khi da biết quy luật biến
ihiCn cda lượng dầu vào và ra ctia thng phhn từ t-rong hệ thOng, ta càn xác định
t.hu triu ؛của hệ và đạc tỉnh tham sò các bộ điêu chinh.
Đ ế thiíc hiện ba bàí t.oán tổng hợp hệ, ta co' th ể dting các phương phap khac
nhau. Cii thế dổỉ vớỉ hệ cd cấu trdc dơn gidn t.a dUng phương pháp dặc t.ính tần
sỏ, phương pháp phân bố nghiệm va phương phap ham chuẩn mOdun tổỉ ưu. Dổi
vớí h(‘ cO cấu trdc phÌÌc t,ạp ngườỉ t.a thường dUng phương pháp khồng gian trạng
thai hoqc tổng hợp hệ dUng indy tinh số vơi ngOn ngữ chuyên dụng. ةhệ diau
khia’n số, cO dặc thíi riêng về mô t,a todn học,tưv vậy cdc phương phdp tổng hỢp
V(.* cơ bdn củng dựa ti'ên các phương phdp t.ổng hợp hệ liên tục. Ríêng đổi vơi hệ
phi tuya.n cdn co phương pháp nghiên cứu riêng.
rprong phgm vi ctiíi cuốn sdch n ؛١y. chtlng ta sẽ nghỉên cứu các phương phdp
nang (.:ao độ chinh xdc t.ĩnh cUa hệ١ dOng t.hời nghiên cứu các phương pháp t.ổng
hợp hộ thương dbng la phương phdp ham chudn mOdun tOi ưu, phương phdp khang
.g؛an
٠ t.i';.ing thai cdng nhií nghían ί'ΐίΓη các h^ truybn dộng diêu khiCn sO va hệ
l (‘ﻻ.١'-'(٠
.٠ الd()ng' co' phan !,( ؛phỉ tuyCn.
1.3. Độ chinh xác cúa hệ thống trưyèn dộng d ؛ện tự dộng trong
chẽ dO xác lập và tựa xác lập
Bát c.ứ một hệ thOng tự dộng diêu chỉnh nao ciing dOi hOi đại lưpng diCu chinh
[)[)‘.'ii bani theo chinh xdc tin hiệu điêu khỉển trong cha' độ xác lập, tựa xdc lập va
qua độ. Độ ổn định và độ chinh xdc di.ẻu chinh la hai chi tiêu kỹ thuật quan trqng
bậc nhất, của m ột hệ t.hổng tự dộng. Độ chinh xdc dược đánh gỉá trên cơ sở phản
tich các sai lệch di'êu chinh, các sai lệch nầy phụ t.huộc rất nhiều yếu t.ố. Sự biến
t.hiên của tin hiệu dặt gây các sai lệch khOng tránh dược trong qua trinh qua độ
va củng cO th ể gây saỉ lệch trong chế độ xác lập. Các khiếm khuyết của các phdn
tử trong hệ thống như la ma sat tỉnh, khe hở, sự trdi dỉểm khOng cUng như sự
gia hda Ѵ.Ѵ... thường gảy các sai lệch trong chế độ xác lập. Trên cơ sở phân t.ích
các sai lệch điêu chỉnh ta cO th ể chọn dược các bộ diều chinh, các mạch bU thích
hpp đê. nílng cao độ chinh xác của hệ thống.
1.3.1. Các hệ số sai lệch
Xet một hệ thống tự dộng diều chỉnh cd cấu trUc tối giần như trên hình 1-2, trong
dd:
Foip) - hàm truyền mạch hở'.
TM - th iết bị còng nghệ;
R ,r(t) - tín hiệu điều khiển;
C,c{t) “ tín hiệu ra;
c = /? - c - sai lệch điều chỉnh;
Nj - các nhiễu loạn.
C(p) = F {p).R {p) + ỉ F (؛p).iV(؛p)١
(
1- 1 .
(
1- 2 )
i= l
F(p) = ---1 + F,Ạp)
١
F ip) - hàm truyền đối với các nhiễu loạn.
b)
١٠
ỉỉìn h 1-2 a) Sư đồ khôi; h) Cúc đặc lính quá độ.
Các thành phần quá độ của C{t) phụ thuộc vào đặc tính cùa mạch vòng điều
chỉnh và vào tín hiệu điều khiển, chúng là nghiệm của các phương trình vi phân
không thuần nhất. Thành phần nghiệm riêng của C(t) theo R (t) sẽ chép lại R^t)
với độ chính xác nào đd. Thành phần của C(t) theo nhiễu loạn N ịit) phải càng
nhỏ càng tốt.
X ét loạt tín hiệu điều khiển R ịt) và các nhiễu loạn NẬt) thỏa mãn điều kiện
Mc.Laurin thì sai lệch điều chỉnh e(t) — R(t) - C(t) có th ể viết dạng chuỗi hàm:
dR (t)
d^R(t)
é R ( t)
+
e (t)
+ ... 4.
C^^R(t) + Cj.
+ c
dt'
dt^
dt
c.
d'N Ạ t)
d N Ạ t)
+
dt
4- c iNl
+
dt'
4-
(i'N Á t)
dt
+ c iNn
4. ^ ( í)
(1-3)
dt}
Như vậy nếu biết trước R (t) và các nhiễu NẢt) vả bỏ qua thặng á\i Ắ ụ ) thì ta
10
ί'.ό th ể xác định được sa ؛٤ệch e(t) nếu tinh toán dược các hằng số Cị٠ C/ác hằng
sỏ Cị gọi là các hệ số saỉ lệch. Trong kỹ thuật tự dộng thường dặt tên cho các hệ
sổ sai lệch như sail-
c\) - hệ số sai lệch vị tri؛
C\ - hệ số sai lệch tốc độ;
C i - hệ sổ sai lệch gia tốc.
Một hệ th ống chỉnh xác tuyệt dổi 1 ةhệ co' inọí hệ số sai lệch dều bằng khOng.
Hàm truyền của hệ thống trên hỉnh l-2 a dốì với sai lệch la:
E(p)
1
M(p)
F ^p١ =—
= = ج
.
R (p)
l+ F o ip )
Nip)
Nếu dem chia da thức M (p) cho da thức N íp) thi ta co' cách viết hàm sa ؛lệch
như sau:
Fe(p) = (٩١ + C[P + C ý l + ... + C p\)R (p).
Tư dO suy ra cách tinh các hệ số sai lệch diều chỉnh:
C = lim IF (ũ )l ٠
٦
ا١- ٠ا
1
с . = lỉm آ
V F ^ P Ì-C ،١
ا٦ ﺀ٠ "
p
1
= lỉm إ
[اﻣﻞ- ) ي- 6٠،
>
1 ﺑ ﺎ٠ اpZ
1
اا1
Cj = lim {
[٩ ٠ ( ρ ) - Σ
ρ ^ ο p'
k=
(1.4)
ر
th ể tinh dược các hệ sổ
truyOn của hệ thống dối với tin h؛ệu dỉẽu khỉển:
٠ . C(p)
F{)(p)
F{p) = - —
R ip ì
1 بF{){p)
R(p> - C(p)
F\Ạp) =-
= 1 - F(p )
(1.5)
R ip)
Cd the’ v ỉết hàm truyền ở dạng tỉ số các da thức:
٥ ( ١ t b[P + b ip l + ... + ة,"ص١
Ftp) = — — :
■■
- —■■■
, ni < η
1 + ữ\p + a 2^2 + ... + α /Λ
Sử dụng cOng thức (1-4) ta suy ra cách tinh các hệ số sai lệch như sau:
c ،١ = 1 - b(١í
Cl
=
٠١
- Сой
ﺀ2
=
٠2
- C \a
C|
= اه- C o. ì
ل!ة
y ؛.y.
ν=ΐ ٠
11
Nếu hệ thống có ò ،١=
sai lệch sẽ bằng không.
1,
= a
٠
, ... ١b^ = íiị, ...
= a
٠
٦
٦thì tất cả các hệ số
1.3.2. Tiêu chuẩn sai lệch
Trong tỉnh toán thực tế các hệ thống tự động điều chỉnh, thường định ra các
chi tiêu chất lượng nhất định đổi với sai lệch để đánh giá inột hệ thống là tốt
hoặc là xấu.
Tíén chuẩn tích ph àn binh phương sai ỉệdi (ĨSE)
Theo tiêu chuẩn ISE, chất lượng của hệ thống được đánh giá bởi tích phân sau đây:
(1-6.
trong đó cd thể thay th ế cận trẽn không xác định bằng thời gian hữu hạn T đủ
lớn sao cho à t > T thì e(t) đủ nhò đến mức có thề bỏ qua. Hệ thống tối ưu là
hệ thống làm cho tích phân này cực tiểu. Cd thể áp dụng tiêu chuẩn ĨSE này cho
loại tín hiệu vào đã xác định (thí dụ loại nhảy cấp đơn vị) hoặc cho loại tín hiệu
vào xác định theo phương pháp thống kê, bởi vi cd thể dùng cả phương pháp giài
tích lẫn phương pháp thực nghiệm để tính tích phân (1-6).
Hlnh 1-3 mô tả một ví dụ v'ê tích phân ĨSE, trong trường hợp cặn trên của
tích phân là hữu hạn (T) thì giá trị của tích phân ỈSE tií 0 đến T là tổng diện
tích giới hạn giữa trục hoành và đô thị c^ịt).
T iê u c h u ẩ n ỈSE đ á n h
g iá c á c s a i lệ c h lớ n rất
nặn g và đánh giá các sai
lệ ch nhỏ rất n h ẹ. Trong
m ột số trường hợp không
nên dùng tiêu chuẩn náy,
thí dụ hệ bậc hai. Một hệ
th ố n g được th iế t kế theo
tiêu chuẩn ỉ SE làm cho các
sai lệch lớn ban đầu giảm
rất nhanh, do đó cd tốc độ
đáp ứng phải rất nhanh và
kết quả là hệ kém ổn định.
Tiêu chuẩn ĨSE thường áp
d ụ n g đ ể th iế t k ế các hệ
thống có yêu cầu cực tiểu
hda tiêu thụ nâng lượng,
Tiôu chuồn tích phàn cùơ
tịch sổ giữa Ịhài guíĩi va giá
tri. ///vê/ (ỉỏì của S(ỊỊ Ị(ph
lỉTAE)
Theo tiêu chuẩn ĨTAE,
h ệ t h ố n g tự đ ộ n g đ iề u
12
í.hinh là toi ưu nếu no' làm cực tiốu tích phán sau đây:
/ t . اe U } اcit
(1-7)
0
Tieu chuẩn ITAE đánh giá
nh ؟cát. sai lệch lớn ban đâu cOn
các sai lệch sau, xuất hỉện trong
ch ٩uh trinh quá độ t,hỉ bị đánh
giá rất n ặn g. H ệ th ố n g được
thiết kế theo tỉêu chuẩn này sẽ
cho đáp ứ n g co' độ quá d iều
chỉnh nhỏ và cO khả nãng làm
suy gihin nhanh các dao dộng
trong quh trinh diều chỉnh. Việc
t.ính tohn b ằn g g iầ i tích tlch
phỉ.in (1-7) la rất khO khan, tuy
n h ie n co' th ể do lư ờ n g th ự c
nghiệm m ột cách dễ dàng.
N g o à i ra tr o n g tin h to á n
ninn /٠،/. i;ap Li.nư nnay cap ct)'n VỊ cua nc inonư ínici kc
th iê.t k ế cOn h a y dU ng t iê u
٠
Ihco ا1 ﻻذأchuan /7/1 / ٠: (Cilc hàm wh؛icícy).
chuần tích phân của tích số giữa
thời gian với binh phương hàm sai lệch ÌỈTSE ):
ا إ, ج
ﺀ
،
ﺟ ﺎ
ا
١
١
١ ٠
د. ج
Cf te2(tìdt
( 1- 8 )
0
Tieu chuẩn này cd các kết luận gỉống như dối với tiêu chuẩn ITAE nOi ở trên.
T fií dụ : Ap dụng tiêu chuẩn IT A E cho hệ thống bậc ĨI\
C pì
^٠
٠
K(p>
p \]
a \p \
+
+ a\].\P + a
0: اt.hể thấy rỡ rầng ràng đáp ứng của hệ thống này cd sai lệch trong che: độ
xác lẠp la bằng khOng (C(١ = 0), Bang do lường thực nghiệm cd thê’ tinh toán
dược các hệ số của hàm truyền sao cho cực tiểu hda dược tích phân:
00
/ t اe(t) اdt.
0
Kết quả tinh toán dược liệt kê trong bảng 1-1 và dồ th) quá độ dược dựng trên
hỉnh 1-4 cho trường hợp tin hiệu dỉ'êu khỉển dầu vào R(t) là hàm nhầy cấp dơn vị„.
Hộ thống ÍIIÌU sai - hệ bậc hhOng
Hàm truyOn của hệ diêu chinh co dạng
m
K .Ỵ \ạ ^ T \P )
)=؛
F (S p )= 11(1
بT k P )
k:\
13
/ﻛﺰ//7٤١; 7- 7. 1) ؛١ ﺀأااtố i tn i t ủ i ، ﻣﺎا، اااk in tr u y ề n n١ạ t ١١ ال. اذ'اtr ẻ n 1 اا ﺀأt ١ỉu ؛.■١n Ị TAI
h ệ tliố n ị ) ؛sa i lệcli n h ٤١y t ấ p z ê -rò )
)’!( ■ا-
. „ ﻻ- ل؛س
/ ) ' ا٠ را ﻻ,'ا- ؛ا.. , ٠ „ ﻻ.إاا+ ل[ه
n
)ل+ 0]\ل
١
p l + 1.4ﻟﺲ٦/? + 0أ}ل
2
+ ا, 75أس١ })! + أا ق56٧ ت+ ﺀ٧ إز
/?4 + 2.1 أﻟ ﺴ ﺲ+ 3.4 0}أ \}ل2 + 2 ا7];س/ ل+ ٤٧؛
p5 + 2ا8،٧ س4 + 50ل
}لp ^ + .؟..٩ أزدة/, + أا. 4 ٤٧؛/? + ٤٧؛
. p6 + 3,25 ﺳ ﺲ5 + ()٠6 ﻗﺮنp4 + «(ا٠٤ ?ا ة ﻻ٠ أ+ 7.45ورن/, د+ 3.و.ررئ؟١ /, + 0(ل/ل
و
4
5
ج
khuếch đại tổn g thl sa ؛lệch tỉnh giảm khi tin hiệu điêu khiển là hằng sổ. Nếu
t.ín h ؛ệu điều kh ؛ển b٤ê'n đổi theo thời gian th ؛.saỉ lệch sẽ tang theo thờí g ia n
H ệ th ố n g v ô s a i c ấ p m ộ t - ỉiệ b ậ c m ộ t
Nếu hàm truyên của hệ t.hống hở cO dạng
— Foip) =
2
:
1:
: — Z
p i l + T \ p K l + T } P ) ...
14
:ﻵ؛ ﻵ
0
ﻷﻧﺎ ة
hamة
)){\ + 7 ] ? ) ...أ \ ٧( 1 + 7ﻵ
=
)?أ ) ( 1 + 7 : ? ) ...?{] + 7 \?)(\ + 7د را ﻛ ﺐ K \.{ l
+ b l p l + ...ﺑﺮ)■ 7٦ة ( 1 +
1
}? + a :p 2 ..أ 7ا 1 + (— +
1 = 0 .ع 1ت ١ا 0؛ ، ٣؛ ٧ﺿ ﺞ 1ذﻷ 30 3ؤ ﻻ
ﻷ ا ﻷ ﻷ١ج 1ﺣ ﻆ ﻷ ج'إ ق ệ u؛ h
ﻷ ﻻ ﻷ ﻧ ﺎ ة ا ا 0 (16 16خ ٧ة 0ﻻ ظ l ٤ا p hﺟ ﻸ 0ﺣ ﻆ ﺟ ﻸ 0ط ،
; ﻷ 0 1ل ة' ٤6ﺣ ﺔ ؤ 1 1ﻷ 6 8ج ؤ ح ا ا ة
ؤ ة ﻷ ﻧ ﺎ ة ﺣ ﺔ ؤ 1؛ ﻷ 8
6 .ﻷ د ﻧ ﺎ ع ﻵ h à l 0ﻷ c á c 0 (1ﻷ 7ة 6ا ظ ٤ا ا p h
1
!٦ة 'ا 1ﻵا^ )أا'ذ ٧ااح؛٦ا
.اااأ
؛'ا
١
' 11(1ا
ر IΠ níι
ﻵ ٧6ﺋﺈ١!٦م٦اا ةا 1أ!’ ا ا ئ٦ا'ا'ا !٦ا١؛٦ااا٠ﻟﻢ-
ا'ا!٦! ٧،ا'؛'ا ا؛
1 -ﻷ \.p 1ة cذﻫﺔ 1)6ج,ﻷةاا 1ة 1ﺀ
ال١,٢ا ةة 6
:ﻷ ^6ﻷال ٦ 1.ﻵ دة 6ة
. hệﺀ 6ﻵ
٠ل
) ) . . .ر;:أ 7ب 1اﺀ >ا 7ب ( 1اب:
F [^{p ) :■ ■ £
] ,:
:
: 1 — .
, /))...ا ) ( 1 + 7د 7ا [' 2( 1 +ﻟﺰ
:؛ ٧ﻷى (1؛ 6ة د phảا ٧6ﺟﻸ 6ﺟﻸﻫﻼ ٤ﻷ؛ظ ﺟﻸ'6ح1
... +ا [ p ( ;7 +ة ( 1 +
+ p l (■7 [7
= ) F (p
٦
٠ﻵﻷ ٤٣ﻷاﻷب1
ﻷج
1
٠١ + ..ﻣ ﻸ p l ( [17 +ب — (,ب درر أ 1 + (1 7
^٠
ذﻷ 30 3ؤدإ ﺀدح
= ٠ﻻ ١ - 5اع = : ١ة
= 0إ - 6ل = 0ا 0
ذ - 6ذ--ه — 01
κ
15
Khi hệ thống ổn định thi sai lệch chỉ phụ thưộc vào các đạo hàm tư cấp haỉ
ti'ở lên của tin hiệu vào. Hệ ؛,hổng vô sai cấp haỉ thường dting tio n g các thiCt bị
t
k
K.\
1-7. Phàn ứng tủ ؛، hệ Ihổng vô
Sill
cấp hai vứi Cíic lín hiộu víi،١ khíic nliíiLi.
1.3.3. Bù sal lệch tình ỏ hệ hũu sai
Đ ể dẫn ra dược cách bù sai lệch ở hệ hữu sai, ta xét một thi dụ như hinh 1-8,
Ilình ر
-<١
'. IlLi
K
t
(-
1 + KK
sai lộch cV hệ hửu sai.
K
K
. IT])P + (
1 t KK
1 + KK
■Ĩ T] Tị ) p 2 + .
F(p)
1
1t
_
1
і 1 Т \ Т .\ і К К ѵ К Г і Т ] ) р 2 - ѵ
(ΣΤ, + Κ Ι / Χ Τ ] )p t
1 + KK
1 + KK
Hệ sổ sai lệch t.ỉnh Isai lệch vị tri) sẽ bằng không nếu:
K
1
-1
ي
K. = ì - — .
1 + KK
K
le
^ h ư thay tíí biểu thức tinh Ky hệ cO hai thành phân phàn hồí: phẩn hồi âin
với hệ số bàng 1 và phản hồl dương VỚI hệ số bằng 1/^. Chinh thành phần phản
hbi dương này dã bh dược sa ؛ỉệch tỉnh. Tin hiệu dầu vào hệ thống íà:
c(t ١ =
RVt\ - K-^C(t^٦
Khi R (t) : K \ : const, thỉ trong chê' độ xác Ịập
c = Kị / K. Khác vớỉ trong hệ vô sai cấp 1, ở dây sai
biẻn độ tin híệu diều khỉển và trong ỉnột sổ trường
hiệu K \ lớn cd th ể làm bào hòa ĩnột phần tử nào dd
ta cd C(t) = K\ và sai lệch
lệch tỉnh lạỉ phụ thuộc vào
hợp cụ thể, khi biên độ tin
trong hệ thOng Foip)■
N goài ra cUng cd thể chọn các thông số của hệ trên sao cho hệ sổ sa ؛lệch tổc
độ C| cũng triệt tíêu.
Kuất phat tư diều kiện b[ = ữ ị, ta rút ra :
Κ .Σ T] = Σ Τ . + K í y i T l ·
Thay gia trị của Ky dã tinh ở trên ta dược:
σ τ
; -
Σ Τ .
1.3.4. Bù sa ؛ ؛ệch tỉnh, sai ؛ệch tốc độ và sa ؛ ؛ệch gia tồc ỏ hệ vô sa ؛cáp một
X ét hệ thống vO sai cấp 1, nổi t؛ê'p với hệ là một khâu, tam gọi la kháu diều
t:hỉnh co' hàm truyền
7>
ﻟ ﺐ
F:.ip) ﺀ
như trên hình 1-9.
T./)P + 1
ỉỉình Ĩ-Ọ. Uìì Siíi lệch iV hộ vt') 1! ﻻcáp 1.
T iong mạch phẩn hO ؛cO hàm truyền của Xen xơ vị t,rỉ
Tp + 1
F /p ) =
Ί'ρ + 1
Giả th íết la hệ ổn định, hàm truyền của hệ là
Cíp)
1 + b\p + bjpZ + ...
F(p) =.
1 + a \P + α φ 2 + ...
R (p ١
17
trong đo' tinh dược
ت \ ئ1 ﻟ ﺒ ﻼ ﻟ ﺐ \ل-
02 = 1 T-ịTị + T . ỵ T] + T a i r; + t t ;
1
a = I T'■ + T'a+ T ١ + —
K-y
1
^
y T]T, + _ iIT■ +
بT) ب
...
ا
ل
V
ا
اذ
“V
ب
: T
' ب٣ú’ r٣١.
+ ٣١
r y lVTT ]. i ب
T l٣T٢ ٣] +
Hệ thống thỏa m ãn diều kiện vô sai cấp ì: C() : 0. Đ ể dẩm bào hệ số sai ^ệch
tốc độ 0 = أحthi phẩi thỏa mãn dỉều kiện = وة٠ ا١ nghỉa la thông số của hệ phai
thỏa mãn:
1
T تT’ + —
Ky
D ể hệ dạt hệ sổ sa ؛ ؛ệch gia 'ốc Cz : 0 thỉ ngoài cá-c diều k؛ện trên hệ cOn
٥2, thi dụ vớ hệ cO r = 0 th ؛..
cẳn thỏa m ãn bT > S T ; = 2 T i + T^٠ f
í
Điều này co' nghĩa là để Cj = 0 và Cz - 0 thì ngoài điều kiện trên hàm truyền
của khâu phản hồi (Xen-xơ) phải là:
1
= ------- -٠
1 +
í
Các phương pháp bu sai lệch tỏ ra kha dơn ^ ẩ n trong việc tinh toán, song
trong m ột vài trương hợp cụ th ể cO th ể gặp khd khan trong giai pháp kỹ thuật.
1.4. T ổ n g hợp c á c m ạch vOng dỉều chỉnh kỉều nốí cấp dùng
phương pháp hàm chưấn m ô d ư n ﺍ0 ﺍưư
Khỉ tổn g hợp các hệ truyền dộng nhỉều thông sổ thường phân hệ thành cấu
trUc nhiêu vOng co' các bộ diêu chinh (regulator) nốí theo cấp. X ét một hệ thống
co' cấu trUc chung như hỉnh 1-10 trong dO cO n thông số x ,n bộ diều chinh R(p)
của n dốí tượng (hệ thống) S(p), trên dO tác dộng n nhiểu loạn chinh P ị , ..., P ị].
TU sơ dồ. thấy rằng tin hiệu ra của bộ díều chinh Rị chinh la tin hỉệu diều khiển
cUa mạch vOng diều chinh cấp ỉ - 1. Các dại lượng (thồng số) diều' chinh X{} ...,
.ĩ(١tương ứng vớỉ giá trị dặt X\ỏ) ٠.٠, Xnd. Số lượng bộ díều chinh dUng bằng số các
dại lượng diều chinh.
Co' th ể nOi rằng, cho dến nay phương pháp chung tổng hợp các bộ diêu chinh
trong cấu trUc nốỉ cấp chưa th ật hoàn thiện, chủ yếu la việc chọn thông số tổí
ưu của các bộ dỉều chinh, dd la do tinh chất phức tạp của các hệ thổng thựè. Vl
th ế việc tinh toán tổn g hợp gần dUng cO giá trị to lớn trong th iết kê' định hương
cUng như trong chinh định, trong vận hành các hệ thống.
IS
ئ
ع
Ả
ةر7
ỉỉìn Ịì I~ỈO. !lệ truycn động có Cilc \)ộ điều chỉnh nổi thc(ì cẩp.
Dể dẫn ra phương pháp, ta giả thiết rằng các mạch diều chinh của mỗi dạỉ
lượng cO chứa một phàn co' các hằng số thời gian lớn, thi dụ hằng số thời gian
diện cơ, hàng số thờỉ ^ a n của cuộn dây kích tư v.v... và một phần cO chứa các
hàng số thời gian nhỏ, thi dụ hằng số thời ^ a n của các xen xơ, của mạch diêu
khiển thyristor v.v... Trong trường hợp chung hàm truyền của dổi tượng co' dạng:
ỉ'fl(i
1= 1
s,Sp)
+ T؛p ).c.'l.dP
(1-9)
=
p 'U a + T k P i.n n
k=l
+ T .p )
S=1
trong dd T{\ là hàng thơ ؛gian của khâu trễ, m ặt khác trong hàm truyền cO thể
chda các khâu bậc hai.
Vỉệc tổng hợp các bộ diêu chinh sẽ dược tiến hành sao cho bu dược các khâu
cO hàng số thơ ؛gian tương dối lớn Tk١bàng cách dd ta da ^ ầ m cấp cho mạch hở,
các kháu cO hằng số thờỉ gian tương dối nhỏ Ty sẽ không dược bU.
Trong kỹ thuật truyền dộng dỉện co' the' bỏ qua các hằng sổ thơi gian nhỏ hơn
1, miligíây, các hàng số thUi ^ a n cờ dướỉ vài chục miligiây cd thể coi là nhỏ (T;.),
các, hàng số thơi gian cỡ 0,1 giây trở lên cO thể coi la lớn (Tk).
ư u th ế của cấu trUc nốỉ cấp các bộ diều chỉnh là ở chỗ mỗi gia trị của lượng
dạt X[\ị dược hạn chế bởi đoạn bão hOa của dặc tinh của bộ dỉều chỉnh ؛ةر+ل, giá
trị hạn chê' này cO th ể là hằng số hoặc là thay dổi dược.
Mỗỉ mạch vOng diều chỉnh cO một bộ dỉều chỉnh và hệ thống dược diều chinh
bao gOnì dối tượng diều chinh s vti mạch vOng phụ, thi dụ:
R [{p).So\(p)
FAp١
(
1- 10)
Rì(p)ịS[)\(p) + 1
F v١i Ip ١ : S , ٦A
p VF\^P١
F{)[ip) = So\{p)àFl·\{p).
19
Việc tổn g hợp các bộ điều chinh được thực hiện theo th n g inạch vOng, tư inạch
vOng đàu tiên đến inạch vOng thư n. ^ o n g hệ t.hổng tiu y ẽn dộng diện di.^u chinh,
thường sử dụng các phương pháp hàm chuẩn tổi ưu dể t.ổng hợp thông sổ các bộ
dieu chinh cho các inạch vOng.
1.4.1٠Áp dụng tiêu chuấn mOdun tốí uu
Đổ ؛vớ ؛m ột hệ thống hín, kh٤ tần sổ t ؛ến dến vO hạn thỉ mOdun của dặc tinh
tàn sổ - biên độ phải tỉến dê'n khOng. V ؛thê' dối vớỉ dài tần thấp nhắt, hàm ti'uyCn
phải dạt dược diêu kiện:
ΡΜω ١
Hàm chuẩn theo t٤êu chuẩn mOdun tố ؛ưu là hàm co' dạng;
1
F u rkp) :
1 + 2 τ σ Ρ + ìĩlợ p l
(
1- 12.1
Tiêu chuẩn mOdun tối ưu hiệu chinh lạỉ dặc tinh tàn số chỉ ở vUng tan sO thỉ.ip
và tìu n g binh va khOng bảo dảm trước dược tinh ổn định của hệ t.hống. Do do',
sau khi lìTng dụng tiêu chuẩn mOdun tối ưu cần phải kỉểm tra sự ổn định của hẹ,
Q.) Tì١ường hợp liệ hữu sut cO liam truycrt
Κ \
S(]{ p )
:
Ί
(1
20
-
بΤ ρ )(1 + Τζρ)
,
( ا- ) ذ ; أ
- Xem thêm -
.PDF 
419 
3466 
159 
