Thông tin tài liệu
Môn học Môn học
CƠ SỞ TỰ ĐỘNGCƠ SỞ TỰ ĐỘNG
Biên son: TS. Hunh Thái Hồng
B mơn đi
u khi
n t đng
Khoa in – in T
i hc Bách Khoa TPHCM
Email: hthoang@hcmut.edu.vn
Homepage: www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/
Ging viên: HTHồng, NVHo, NHồng, BTHuyn, HHPhng, HMTrí
9 September 2011
© H. T. Hồng - ÐHBK TPHCM
1
Chöông 3Chöông 3
CTÍNHCTÍNH
NG HNG H
CCCC
A HEÄ THO
Á
NGA HEÄ THO
Á
NG
C
TÍNH
C
TÍNH
NG
HNG
H
C
CC
C
A
HEÄ
THONG
A
HEÄ
THONG
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 2
Khái nim đc tính đng hc
Noäi dung chöông 3Noäi dung chöông 3
Khái
nim
đc
tính
đng
hc
c tính thi gian
c tính t
n s
Các khâu đng hc đin hình
c tính đng hc ca h thng t đng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 3
Khái nim đc tính đn
g
hcKhái nim đc tính đn
g
hc
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 4
Khái nim đc tính đng hcKhái nim đc tính đng hc
c tính đng cah thng mô t s thay đi tín hiu đuraca
c
tính
đng
ca
h
thng
mô
t
s
thay
đi
tín
hiu
đu
ra
ca
h thng theo thi gian khi có tác đng đu vào.
N
hng h thng đcmôt bng mô hình toán hccódng nh
N
hng
h
thng
đc
mô
t
bng
mô
hình
toán
hc
có
dng
nh
nhau s có đc tính đng hc nh nhau
kh át đ tí h đ h th tí hi àth đ
kh
o s
át
đ
c
tí
n
h
đ
ng c
a
h
th
ng
tí
n
hi
u v
à
o
th
ng
đ
c
chn là tín hiu c bn nh hàm xung đn v, hàm nc đn v hay
hàm điu hòa.
c tính thi gian
áp ng xung: tín hiu vào là hàm dirac
áp ng n
c: tín hiu vào là hàm n
c
c tính tn s: tín hiu vào là hàm sin
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 5
áp ng xungáp ng xung
G(s)
U (s)
Y (s)
áp ng xung: là đáp ng ca h thng khi tín hiu vào là hàm dirac
)()().()( sGsGsUsY
(do U(s) = 1)
)()()()(
11
tgsGsYty
LL
áp ng xung chính là bin đi Laplace ngc ca hàm truyn
áp ng xung còn đc gi là hàm trng lng ca h thng
Có th
tính đáp ng ca h th
ng b
ng cách l
y tích chp ca đáp
ng xung và tín hiu vào:
t
d
t
t
t
t
)
(
)
(
)
(
*
)
(
)
(
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 6
d
t
u
g
t
u
t
g
t
y
0
)
(
)
(
)
(
*
)
(
)
(
áp ng ncáp ng nc
G(s)
U (s)
Y (s)
áp ng nc: là đáp ng ca h thng khi tín hiu vào là hàm nc
s
sG
sGsUsY
)(
)().()(
(do U(s) = 1)
t
s
G
)
(
dg
s
s
G
sYty
0
11
)(
)
(
)()(
LL
áp ng nc chính là tích phân ca đáp ng xung
áp
ng
nc
chính
là
tích
phân
ca
đáp
ng
xung
áp ng nc còn đc gi là hàm quá đ ca h thng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 7
Thí d tính đáp ng xung và đáp ng ncThí d tính đáp ng xung và đáp ng nc
Tính đáp ng xung và đáp ng nccah thng có hàm truynlà:
G(s)
U (s)
Y (s)
Tính
đáp
ng
xung
và
đáp
ng
nc
ca
h
thng
có
hàm
truyn
là:
)
5
(
1
)(
s
s
s
sG
)
5
(
s
s
411
)
(
)
(
111
s
G
t
L
L
L
áp ng xung:
)5(55)5(
)
(
)
(
ssss
s
G
t
g
L
L
L
t
etg
5
5
4
5
1
)(
5
5
4
1
4
1
)
(
s
s
G
áp ng nc:
)5(25
4
5
1
25
4
)5(
1
)
(
)(
22
11
sssss
s
s
s
G
th LL
441
)
(
5
t
h
9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 8
25255
)
(
5
t
e
t
t
h
Khái nim đc tính tn sKhái nim đc tính tn s
Hãy quan sát đáp ứng của hệ thống tuyến tính ở trạng thái xác
la
äp
khi tín hie
ä
u vào là tín hie
ä
u hình sin.
äp
ä
ä
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 9
Khái nim đc tính tn sKhái nim đc tính tn s
ä
há
á
íh
khi
í
hi ä
ø
lø
í
hi ä
hì h
i
hì
û
He
ä
t
h
o
á
ng tuye
á
nt
í
n
h
:
khi
t
í
n
hi
e
ä
uva
ø
o
l
a
ø
t
í
n
hi
e
ä
u
hì
n
h
s
i
nt
hì
ơ
û
trạng thái xác lập tín hiệu ra cũng là tín hiệu hình sin cùng tần số
với tín hie
ä
u vào, khác biên đo
ä
và
p
ha.
ä
ä
p
HT
U
(
j
)
Y
(
j
)
u (t)=U
m
sin (j
) y (t)=Y
m
sin (j
+)
Đònh nghóa: Đặc tính tần số của hệ thống là tỉ số giữa tín hiệu ra
ơ
û
trang
tha
ù
i
xa
ù
c
lập
va
ø
tín
hiệu
va
ø
o
hình
sin
.
U
(
j
)
Y
(
j
)
ơ
tra
ï
ng
thai
xac
lập
va
tín
hiệu
vao
hình
sin
.
)
(
)(
j
U
jY
số tần tính Đặc
)
(
j
Người ta chứng minh được:
)
(
)
(
j
G
s
G
số
ta
à
n
tính
Đặc
9 September 2011 © H. T. Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 10
)
(
)
(
j
G
s
G
js
so
tan
tính
Đặc
[...]... đồ Nyquist Bieu đo © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 13 Các thơng s quan tr ng c a c tính t n s Tan so cat bien Tần số cắt biên ( c): là tần số mà tai đó biên độ của đặc tính tần la tan so ma tại đo bien cua tan số bằng 1 (hay bằng 0 dB) M( c) L( 1 c) 0 Tần số cắt pha ( ): là tần số mà tại đó pha của đặc tính tần số ba bằng 1800 (hay bằng 80 ( ay ba radian) ad a ) ( 1800 ) ( ) rad Độ dự trữ biên... å đ à B d về pha: l ø đ à thò bi å di ã moi quan h ä giưa h la đo bieu dien ái hệ iữ đáp ứng pha ( ) theo tần số Cả hai đồ thò trên đều đượïc vẽ trong hệ tọïa độä vuông góc với ò g g trục hoành được chia theo thang logarith cơ số 10 Biểu đồ Nyquist: (đường cong Nyquist) là đồ thò biểu diễn đặc tính tần số G(j ) trong hệ toa độ cưc khi thay đổi từ 0 tan so tọa cực đoi tư 9 September 2011 © H T Hồng... Phase Margin): M 9 September 2011 L( 1800 ( c) © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 14 c tính 9 September 2011 ng h c các khâu i n hình © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 15 Khâu t l Ham truyen: Hàm truyền: G(s) K c tính th i gian: Đap ưng Đáp ứng xung: g (t ) K (t ) Đáp ứng nấc: h(t ) K 1(t ) Đặc tính tần số: G ( j ) Biên độ: Pha: 9 September 2011 M( ) K K L( ) 20 lg K ( ) 0 © H T Hồng -... truyền: ng G(s) s c tính th i gian: Đáp ứng xung: g (t ) K (t ) Đáp ứng nấc: h(t ) Đặc tính tần số: G ( j ) Biên độ: Pha: Ph 9 September 2011 K (t ) j M( ) L( ) 20 lg ( ) 900 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 22 Khâu vi phân lý t 9 September 2011 ng © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 23 Khâu vi phân lý t 9 September 2011 ng © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 24 Khâu qn tính b c 1 Hà H... www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 24 Khâu qn tính b c 1 Hà H øm truyềàn: G(s) 1 Ts 1 c tính th i gian: Đáp ứng xung: Đáp ứng nấc: 9 September 2011 g (t ) L h(t ) L 1 1 1 Ts 1 1 s (Ts 1) t 1 T e 1(t ) T t T (1 e )1(t ) © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 25 Khâu qn tính b c 1 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 26 Khâu qn tính b c 1 Đặ í h Đ ëc tính tầàn sốá: G ( j ) Bien Biên độ: Pha: M( ) ( ) 1 Tj 1... biên độ (hệ sốá khuếách đại) giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào theo tần số Đáp ứng pha cho biết độä lệäch pha giữa tín hiệäu ra và tín hiệäu p p g vào theo tần số 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 11 Bi u Bode và bi u Nyquist Biể đồ Bode: là hình Bi åu đ à B d l ø hì h vẽõ gồàm 2 thàønh phầàn: h h Biểu đồ Bode về biên độ: là đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa logarith của đáp ứng... Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 17 Khâu tỉ lệ 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 18 Khâu tích phân lý t Ham truyen: Hàm truyền: G(s) ng 1 s c tính th i gian: Đáp ứng xung: g (t ) K1(t ) Đáp ứng nấc: h(t ) Đặc tính tần số: G ( j ) Biên độ: Pha: 9 September 2011 M( ) ( ) Kt 1(t ) 1 j 1 j 1 L( ) 20 lg 900 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 19 Khâu tích phân lý t 9 September... qn tính b c 1 tan số gay tần so gãy 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 28 Khâu s m pha b c 1 Hà H øm truyềàn: G ( s) Ts 1 c tính th i gian: 1 (Ts 1) s áp ng n c h(t ) L áp ng xung g (t ) h(t ) T (t ) 9 September 2011 T (t ) 1(t ) (t ) © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 29 Khâu s m pha b c 1 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 30 Khâu s m pha b c 1 Đặc. .. Khâu dao ng b c 2 Hà H øm truyềàn: G (s) 1 2 Ts 1 2 2 T s (0 1) c tính th i gian: Đáp ứng xung: g (t ) nt ne 2 1 Đáp ứng nấc: h(t ) 1 e 1 9 September 2011 sin ( n 2 1 nt 2 sin ( n 1 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ )t 2 )t 33 Khâu dao 9 September 2011 ng b c 2 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 34 Khâu dao ng b c 2 Đặc tính tần số: G ( j ) Biê độ Bi ân đ ä: M( ) L( ) Pha: ( ) T2 2 (1... (t ) h(t ) T (t ) 9 September 2011 T (t ) 1(t ) (t ) © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 29 Khâu s m pha b c 1 9 September 2011 © H T Hồng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 30 Khâu s m pha b c 1 Đặc tính tầàn sốá: G ( j ) Tj Bien Biên độ: Pha: M( ) 1 1 T2 2 L( ) 20 lg 1 T 2 2 ( ) tg 1 (T ) Vẽ gần đúng biểu đồ Bode biên độ: 1 : đường thẳng nằm ngang trùng truc hoành đương thang nam trung trục hoanh . 8
25255
)
(
5
t
e
t
t
h
Khái nim đc tính tn sKhái nim đc tính tn s
Hãy quan sát đáp ứng của hệ thống tuyến tính ở trạng thái xác
la
äp
khi tín. đo
ä
và
p
ha.
ä
ä
p
HT
U
(
j
)
Y
(
j
)
u (t)=U
m
sin (j
) y (t)=Y
m
sin (j
+)
Đònh nghóa: Đặc tính tần số của hệ thống là tỉ số giữa tín hiệu ra
ơ
û
trang
tha
ù
i
xa
ù
c
lập
va
ø
tín
hiệu
va
ø
o
hình
sin
.
U
(
j
)
Y
(
j
)
ơ
tra
ï
ng
thai
xac
lập
va
tín
hiệu
vao
hình
sin
.
)
(
)(
j
U
jY
số
Ngày đăng: 17/02/2014, 17:20
Xem thêm: Tài liệu Đặc tính động học của hệ thống ppt, Tài liệu Đặc tính động học của hệ thống ppt