THI T K B SUNG KH U I

THIÊ T KÊ -BÔ SUNG KH U ĐIÊ U CHI NH VA O HÊ THÔ NG KHÔNG CO VO NG KI N GV gia ng da y: Huy nh Tha i Hoa ng Nho m 4: Bu i Trung Hiê u Nguyê n Xuân Bă c Lê Tro ng Nam Nguyê n Tha ch Tuyên

Mơ đê : Giơ i ha n ư ng du ng cu a ca c ba i toa n bô sung, thiê t kê hê thô ng điê u khiê n nô i tiê p: v Pha i biê t đươ c đă c ti nh đô ng ho c cu a hê hơ. R(s) +- C(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Mơ đê : Giơ i ha n ư ng du ng cu a ca c ba i toa n bô sung, thiê t kê hê thô ng điê u khiê n nô i tiê p: v Pha i mơ vo ng ki n đê kha o sa t đă c ti nh đô ng ho c cu a hê hơ. R(s) C(s) +- v Không thê a p du ng nê u hê thô ng không co vo ng ki n R(s) C(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha ØMuô n bô sung mô t khâu trê pha, hê thô ng pha i co da ng: R(s) C(s) +- H(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha Ø Tư ha m truyê n ban đâ u, gia sư co da ng như sau: R(s) C(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha Ø Thư c hiê n biê n đô i RN (s) R(s) +- E(s) ++ R(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p C(s) Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha Ø Thư c hiê n biê n đô i RN (s) +- E(s) ++ R(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p C(s) Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha Ø Thư c hiê n biê n đô i RN (s) +- E(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p C(s) Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha o Trên, ta đa thư c hiê n biê n đô i tương đương mô t ha m truyê n không co vo ng ki n (hoă c không mơ vo ng đươ c) tha nh ha m truyê n co vo ng ki n, đa m ba o co thê a p du ng ca c ly thuyê t vê phương pha p hiê u chi nh nô i tiê p kinh điê n đa biê t. To m la i, ca c bươ c tiê n ha nh gô m co : v Tương đương ha m truyê n ban đâ y tha nh ha m truyê n co 2 vo ng hô i tiê p, vơ i vo ng hô i tiê p dương bên trong va hô i tiê p âm ơ ngoa i. v Thiê t kê khâu hiê u chi nh cho vo ng ki n co ha m truyê n mơ vo ng la G(s) v Hê thô ng thư c sư sau hiê u chi nh se co da ng: RN (s) E(s) +- + R(s) + Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p C(s) Nhóm 4

Ư ng du ng: Trong pha m vi phâ n na y, xin đưa ra vi du dư a trên ba i ba o cu a hai ta c gia đa đưa ra y tươ ng. v Vi du 1: Xe t đô ng cơ DC sau (Ki ch tư da ng nô i tiê p) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Ư ng du ng: v Vi du 1: V(s) Gbb(s) ω(s) FThư c hiê n biê n đô i: Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Ư ng du ng: Vi du 1(Kê t qua ) Thơ i gian xa c lâ p(seconds) Thơ i gian xa c lâ p khi điê m zero cu a khâu hiê u chi nh thay đô i To a đô điê m zero đươ c cho n Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Khoa ng đa t gia tri nho nhâ t Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Ư ng du ng: Vi du 1(Kê t qua ) Độ vọt lố Đô vo t lô khi điê m zero cu a khâu hiê u chi nh thay đô i To a đô điê m zero đươ c cho n Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Ư ng du ng: Vi du 1(Kê t qua ) Khoa ng đa t gia tri nho nhâ t Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Ư ng du ng: Vi du 1(Kê t qua ) Dư a trên ca c hi nh ve , ta cho n zero=10: № Vâ y: pole = 0. 2 № Khâu bu chi nh thu đươ c: Tư đo , ta co ca c kê t qua đa ng quan tâm sau: Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Quy đa o nghiê m sô cu a hê thô ng trươ c hiê u chi nh (Gbb) Ư ng du ng: Vi du 1(QĐNS) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Khi co thêm khâu hiê u chi nh, phân bô cư c va zero thay đô i Ư ng du ng: Vi du 1(QĐNS) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Ư ng du ng: Vi du 1 (Đa p ư ng vơ i ha m nâ c đơn vi ) Đa hiê u chi nh Trươ c hiê u chi nh Kê t luâ n: Khâu trê pha thêm va o không la m mâ t đi ca c ti nh châ t qua đô cu a hê thô ng trươ c bu chi nh. Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha v Ba i toa n đă t ra la thiê t kê khâu trê pha đê giư la i ca c ti nh châ t tô t cu a qua tri nh hê thô ng qua đô , va ca i thiê n đa p ư ng xa c lâ p. E(s) +- RN(s) + R(s) + C(s) v Nê u biê n đô i tương đương: RN(s) R(s) Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p C(s) Nhóm 4

Thiê t kê va bô sung khâu điê u khiê n trê pha o Ta co ca c kê t qua sau: FNê u phân bô cư c cu a Gc 1 không la m a nh hươ ng đa ng kê tơ i hê thô ng ban đâ u thi đa p ư ng qua đô se không thay đô i đa ng kê. Vơ i nhâ n xe t đo , ta xe t la i vi du trên: Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Vi du 1: (Xe t a nh hươ ng tơ i hê thô ng chưa bu chi nh) Kê t luâ n: Da ng quy đa o nghiê m sô không thay đô i Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Vi du 1: (Xe t a nh hươ ng tơ i hê thô ng chưa bu chi nh) Sau hiê u chi nh Trươ c hiê u chi nh Kê t luâ n: Đa p ư ng qua đô cu a khâu hiê u chi nh râ t tô t, đô ng thơ i sai sô xa c lâ p gia m đa ng kê. POT=0, Tset=0. 698 s, Steady State error=0 Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Vi du 1: (Kê t luâ n) v Ta thâ y ră ng viê c bô sung va hiê u chi nh khâu trê pha va o hê thô ng không la m mâ t đi ti nh tô t vô n co cu a hê thô ng, la i ca i thiê n đa ng kê sai sô xa c lâ p, la m hê thô ng co ti nh châ t tô t hơn. v Vâ n đê đă t ra la : Co pha i ca ch thiê t kê , bu chi nh mô t khâu đô ng ho c va o hê thô ng co să n da ng “mơ ” như trong đê ta i na y nêu ra bi giơ i ha n cho khâu trê pha? Lơ i đa p la không, ta co thê mơ rô ng cho ca c khâu đô ng ho c kha c, vi du khâu sơ m pha, hoă c sơ m trê pha, PID. . . Ca ch gia i quyê t vâ n đê se vâ n như khi ta gia i quyê t cho khâu trê pha, nghi a la cu ng theo như ng bươ c tuâ n tư đa nêu. Thiê t kê va bô sung khâu đô ng ho c da ng nô i tiê p Nhóm 4

Phâ n 2: Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê v Nêu vâ n đê : Ø Ta i sao tôi go i phương pha p na y la tô i ưu trong thiê t kê ? Ca c ba n thư đă t ra ca c ti nh huô ng sau: Ba n muô n thiê t kê /bu chi nh mô t hê thô ng, sao cho hê thô ng mơ i co POT, hoă c Tset, hoă c SSE bi giơ i ha n bơ i gia tri na o đo , đô ng thơ i muô n ca c ti nh châ t co n la i la tô i ưu. Co thê đưa ra yêu câ u khă c khe hơn: ba n muô n tâ t ca như ng yê u tô trên đa t trong mô t biên giơ i na o đo , va muô n tô i ưu kê t qua cu a mi nh. Ø Vâ n đê thư hai đă t ra: liê u ca ch ta thươ ng la m trong ba i toa n thiê t kê khâu trê pha du ng QĐNS co pha i la “Không a nh hươ ng đa ng kê ” tơ i đa p ư ng qua đô cu a hê thô ng trươ c khi hiê u chi nh nê u ca c điê m cư c va zero tiê n tơ i 0? Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Phâ n 2: Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê v Gia i quyê t vâ n đê : Ø Chu ng ta se gia i quyê t vâ n đê 2 trươ c, no se dâ n nhâ p va o vâ n đê 1 ¤ Nêu la i vâ n đê : Trong phâ n thiê t kê khâu hiê u chi nh trê pha du ng QĐNS trang 193 -195: “. . . co thê đă t cư c va zero cu a khâu hiê u chi nh trê pha nă m râ t gâ n go c toa đô so vơ i phâ n thư c cu a nghiê m s*1, 2“(tư c că p cư c quyê t đi nh) Ba n đa thâ y kê t qua cu a nhâ n đi nh na y la không hoa n toa n chi nh xa c. (Xem la i slide 12 -15 khi zero va cư c thay đô i, đa p ư ng qua đô thay đô i theo) ¤ Bây giơ , ta xe t la i vi du nêu trong gia o tri nh trang 195. Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Vi du 2: Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê VD 2: Ha y thiê t kê Gc(s) sao cho hê thô ng sau hiê u chi nh co SSE=0, 02 (vơ i ti n hiê u va o la ha m dô c) va đa p ư ng qua đô thay đô i không đa ng kê. ¤ Cho zero cu a khâu hiê u chi nh thay đô i trong tâ m tư 0, 05 Real(s *1, 2) đê n 50 Real(s*1, 2), ta co ca c kê t qua vê POT, TSET, SSE đa ng quan tâm sau: Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

zero ca ng tiê n vê 0, Tset không la ha m đô ng biê n Vi Xu du hươ 2 n: g. Kê t qua Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Vi du 2: Kê t qua POT khi zero ca ng tiê n vê 0 ca ng gia m Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Vi du 2: Kê t qua Như đa thâ y, nê u ta cư theo tho i quen, lâ y zero=0, 1 real(s*1, 2), kê t qua không pha i lu c na o cu ng đu ng (vi du 1), hoă c lu c na o cu ng tô i ưu (Vi du 2) Tuy nhiên, nê u ta a p du ng tiêu chuâ n sai sô IAE đê kha o sa t, ca 2 trươ ng hơ p trên đê u cho kê t qua tô i ưu. Nhiê u khi, tiêu chuâ n IAE cho kê t qua la tô t nhâ t, nhưng không đa t tiêu chuâ n vê POT, Tset, lu c â y câ n pha i co sư giơ i ha n. Tôi đa viê t să n chương tri nh cho ca c ha m riêng biê t như Tset=settling_time(g) Pot=pot(g) IAE=IAE(sys, sig) Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Mơ rô ng: Thuâ t toa n đê gia i ti m nghiê m tô i ưu cho hê thô ng, ta theo ca c câ u tru c sau: Nê u chi quan tâm đê n sao cho đa p ư ng la tô t nhâ t. Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

{…} zeropoint=0. 05*real(Dpoles): st: 5*real(Dpoles); %st la khoa ng chia polepoint=zeropoint. /Beta; k=0; while(1) k=k+1; gc=tf([1 zeropoint(k)], [1 polepoint(k)]); Kc=1/abs(freqresp(g*gc, dpoles)); gc=zpk(Kc*gc); sys=feedback(g*gc, 1); err(k)=IAE(sys); %thêm va o ca c đk kiê m tra if (k==length(zeropoint)) break; end [y, k]=min(err); gc=tf([1 zeropoint(k)], [1 polepoint(k)]); Kc=1/abs(freqresp(g*gc, dpoles)); gc=zpk(Kc*gc); Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Mơ rô ng: Thuâ t toa n đê gia i ti m nghiê m tô i ưu cho hê thô ng, ta theo ca c câ u tru c sau: Nê u chi quan tâm đê n sao cho đa p ư ng la tô t nhâ t. Nê u quan tâm thêm đê n sao cho đa p ư ng pha i thoa ma n yêu câ u vê POT, Tset, ta thêm đoa n code sau: Pot(k)=pot(sys); Tset(k)=settling_time(sys); Sau đo , trươ c khi ti m min(err), ta pha i co ha ng lê nh: [val, n]=find(Pot<x) %%[val, n]=find(Tset<t) Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Kê t luâ n phâ n 2: • Vơ i ca ch trên, ta se mau cho ng ti m đươ c khâu hiê u chi nh thi ch hơ p đa p ư ng tô t ca c yêu câ u đă t ra. v Trên, tôi đa đưa ra thuâ t toa n va chương tri nh đê gia i quyê t ca c ba i toa n da ng na y, tuy mu c đi ch kha c nhau, ca c ba n co thê sư du ng đê ti m ra khâu đô ng ho c tô i ưu theo yêu câ u đă t ra cu a hê thô ng. Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Kha năng ư ng du ng: • Co thê , thuâ t toa n na y se mơ rô ng đươ c ca c ư ng du ng gia i ti m ha m truyê n đa t yêu câ u na o đo cho trươ c như: POT, Tset, SSE, va khi ư ng du ng no , co thê theo như ng quy đi nh sau: v Pha i biê t đươ c bô điê u khiê n do anh thiê t kê co đô chi nh xa c đê n đâu? Giơ i ha n lơ n nhâ t ca c thơ i hă ng (T), tư đo , min va bươ c nha y trong phe p lă p cu a thuâ t toa n đươ c xa c đi nh, max cu a thuâ t toa n đươ c lâ y gia tri sao cho hê thô ng sau hiê u chi nh co n ô n đi nh. Nê u ma y ti nh sô co câ u hi nh ma nh, viê c na y không tha nh vâ n đê , nê u không, ba n pha i xem la i đê pho ng tra n ô nhơ. Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Kha năng ư ng du ng: v Pha i biê t đươ c bô điê u khiê n do anh thiê t kê co đô chi nh xa c đê n đâu? Giơ i ha n lơ n nhâ t ca c thơ i hă ng (T), tư đo , min va bươ c nha y trong phe p lă p cu a thuâ t toa n đươ c xa c đi nh, max cu a thuâ t toa n đươ c lâ y gia tri sao cho hê thô ng sau hiê u chi nh co n ô n đi nh. Nê u ma y ti nh sô co câ u hi nh ma nh, viê c na y không tha nh vâ n đê , nê u không, ba n pha i xem la i đê pho ng tra n ô nhơ. • Tuy hê thô ng co yêu câ u nghiêm ngă t vê đô vo t lô , thơ i gian đa p ư ng, . . . hay không ma thuâ t toa n se co ca c giơ i ha n thi ch hơ p. Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Kê t luâ n: • Trên, tôi đa tri nh ba y vơ i ca c ba n vê hai vâ n đê chi nh v Gia i quyê t ba i toa n thiê t kê vơ i mô t hê nô i tiê p không co vo ng ki n v Ti m lơ i gia tô i ưu cho hê thô ng bu chi nh hoă c thiê t kê nhơ va o tiêu chuâ n IAE, ITAE, POT, Tset, dư a trên chương tri nh Matlab. Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Giải đáp thắc mắc: Q&A Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4

Kết thúc Cám ơn các bạn đã theo dõi! Địa chỉ liên lạc: v. Email: trunghieukh@gmail. com trunghieukh@yahoo. com v. Website: www. buitrunghieu. edu. tf (dự kiến sẽ hoạt động lại từ giữa tháng 7) Phương pha p tô i ưu trong thiê t kê hê thô ng Nhóm 4