ngoctrang0108
New Member
Download miễn phí Giáo trình Kỹ thuật điều khiển
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.1
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀCÁC HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN .7
1.1. Giới thiệu. 7
1.2. Lịch sửcủa điều khiển tự động . 9
1.3. Ví dụvềcác hệthống điều khiển hiện đại . 11
CHƯƠNG II. MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA HỆTHỐNG.15
2.1. Giới thiệu. 15
2.2. Phương trình vi phân của các hệthống vật lý . 16
2.3. Xấp xỉtuyến tính của các hệthống vật lý . 18
2.4. Biến đổi Laplace . 20
2.5. Hàm chuyển của các hệthống tuyến tính . 25
2.6. Mô hình sơ đồkhối . 30
2.7. Mô hình lưu đồtín hiệu. 34
CHƯƠNG III. CÁC MÔ HÌNH BIẾN TRẠNG THÁI .44
3.1. Giới thiệu. 44
3.2. Biến trạng thái của một hệthống động . 45
3.3. Phương trình vi phân của vector trạng thái . 47
3.4. Đáp ứng theo thời gian rời rạc . 50
CHƯƠNG IV. ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN PHẢN HỒI .53
4.1. Hệthống điều khiển vòng hởvà vòng kín . 53
4.2. Độnhạy của hệthống điều khiển đối với sựbiến thiên của các tham số. 54
4.3. Điều khiển đáp ứng nhất thời . 57
4.4. Tín hiệu nhiễu trong hệthống điều khiển phản hồi . 59
4.5. Sai số ởtrạng thái thường trực . 62
CHƯƠNG V. HIỆU SUẤT CỦA CÁC HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN PHẢN HỒI .66
5.1. Giới thiệu. 66
5.2. Mô tảhiệu suất trong miền thời gian . 67
5.3. Chỉsốhiệu suất . 74
5.4. Sai số ởtrạng thái thường trực của hệthống điều khiển phản hồi. 76
CHƯƠNG VI. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA CÁC HỆTHỐNG PHẢN HỒI TUYẾN
TÍNH .80
6.1. Khái niệm vềtính ổn định. 80
6.2. Điều kiện ổn định Routh-Hurwitz. 81
6.3. Tính ổn định của hệthống trong miền thời gian. 84
6.4. Tính ổn định tương đối của các hệthống điều khiển phản hồi . 86
CHƯƠNG VII. PHƯƠNG PHÁP QUỸTÍCH NGHIỆM .88
7.1. Giới thiệu. 88
7.2. Khái niệm quỹtích nghiệm . 88
7.3. Phương pháp quỹtích nghiệm . 91
7.4. Thiết kếtham sốbằng phương pháp quỹtích nghiệm . 94
7.5. Độnhạy và quỹtích nghiệm . 95
CHƯƠNG VIII. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG TẦN SỐ.99
8.1. Giới thiệu. 99
8.2. Đồthịcủa đáp ứng tần số. 101
8.3. Mô tảhiệu suất trong miền tần số. 108
CHƯƠNG IX. TÍNH ỔN ĐỊNH TRONG MIỀN TẦN SỐ.113
9.1. Giới thiệu. 113
9.2. Ánh xạcủa các chu tuyến trong mặt phẳng s. 114
9.3. Điều kiện Nyquist . 117
9.4. Tính ổn định tương đối và điều kiện Nyquist . 120
9.5. Đáp ứng tần sốcủa hệthống vòng kín. 126
9.6. Tính ổn định của hệthống điều khiển với trễ. 129
CHƯƠNG X. THIẾT KẾCÁC HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN PHẢN HỒI
TRONG MIỀN TẦN SỐ.132
10.1. Giới thiệu. 132
10.2. Các phương pháp bù . 133
10.3. Các mạch bù nối tiếp. 134
10.4. Bù trên đồthịBode sửdụng mạch sớm pha . 140
10.5. Bù trong mặt phẳng ssửdụng mạch sớm pha . 144
10.6. Phương pháp bù sửdụng mạch tích phân . 146
10.7. Bù trong mặt phẳng ssửdụng mạch chậm pha . 149
10.8. Bù trên đồthịBode sửdụng mạch chậm pha . 151
10.9. Mạch bù sớm-chậm pha và bộ điều khiển PID . 153
CHƯƠNG XI. THIẾT KẾCÁC HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN PHẢN HỒI
TRONG KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI .157
11.1. Giới thiệu. 157
11.2. Tính điều khiển được và tính quan sát được . 158
11.3. Sựtriệt tiêu điểm cực-điểm không. 161
11.4. Các phương trình biến trạng thái tương đương. 163
11.5. Đặt điểm cực bằng phản hồi trạng thái . 164
11.6. Điều khiển tối ưu bậc hai . 169
CHƯƠNG XII. HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ.173
12.1. Giới thiệu. 173
12.2. Hệthống lấy mẫu . 174
12.3. Biến đổi z. 175
12.4. Biến đổi znghịch. 179
12.5. Phân tích tính ổn định của hệthống trong mặt phẳng z. 180
12.6. Tính ổn định và hiệu suất của hệthống lấy mẫu bậc hai . 182
PHỤLỤC A. GIỚI THIỆU MATLAB VÀ BỘCHƯƠNG TRÌNH CONTROL
SYSTEM TOOLBOX CỦA MATLAB .185
A.1. Giới thiệu. 185
A.2. Sửdụng MATLAB. 186
A.3. Thiết lập các mô hình hệthống bằng Control System Toolbox. 194
A.4. Phân tích mô hình. 201
A.5. Thiết kếhệthống điều khiển . 203
TÀI LIỆU THAM KHẢO .206
−40log10u và góc pha sẽ xấp xỉ −180o. Như vậy, đường tiệm cận logarit của độ
lớn khi ω << ωn có độ dốc bằng không và đường tiệm cận logarit của độ lớn khi
ω >> ωn có độ dốc bằng −40dB/decade. Hai đường tiệm cận này cắt nhau tại tần
số ω = ω
n. Sự sai khác giữa đồ thị thực sự và các đường tiệm cận là một hàm của
tỷ số cản ζ. Đồ thị Bode của thành phần tương ứng với cặp điểm cực liên hợp
phức cho vài giá trị khác nhau của tỷ số cản ζ được biểu diễn trong Hình 8.5. Giá
trị lớn nhất của |G(iω)|, độ lớn của đáp ứng tần số, được ký hiệu là Mpω, cũng là
một hàm của ζ. Giá trị lớn nhất này xuất hiện tại tần số ωr, được gọi là tần số
cộng hưởng (resonant frequency), được tính bằng cách cho đạo hàm bậc nhất
0
( )
=
du
d q u
, ở đó q(u) = 1 + i2ζu − u2. Chúng ta tính được ωr:
ωr = ωn 1− 2ζ 2 khi ζ <1 2 (8.31)
20log10|G| (dB)
ζ
= 0,0625
Kỹ thuật điều khiển là một lĩnh vực kỹ thuật đặc biệt, bởi vì nó gắn liền với nhiều
ngành khoa học nghiên cứu về các hệ thống động rất đa dạng về bản chất, như
các hệ thống cơ khí, điện, điện tử, các quá trình hóa học và sinh học, và cả các hệ
thống kinh tế, chính trị và xã hội. Vì vậy, phạm vi ứng dụng của kỹ thuật điều
khiển cũng rất rộng lớn, từ các lĩnh vực kỹ thuật như năng lượng điện, điện tử,
viễn thông, cơ khí... đến các vấn đề mang tính xã hội.
Kỹ thuật điều khiển sử dụng mô hình toán học của các hệ thống động trong
việc phân tích hành vi của hệ thống, trên cơ sở đó áp dụng các lý thuyết điều
khiển để xây dựng các bộ điều khiển nhằm làm cho hệ thống hoạt động như được
mong muốn. Lý thuyết điều khiển cổ điển tập trung vào các vấn đề của điều khiển
phản hồi. Mặc dù những cơ sở toán học của lý thuyết điều khiển phản hồi đã xuất
hiện từ thế kỷ 19 và nhất là trong những năm 1920-1940, như mô hình phương
trình vi phân của các hệ thống động, lý thuyết về tính ổn định, các phương pháp
phân tích trong miền tần số..., những năm sau chiến tranh thế giới lần thứ hai cho
đến thập kỷ 60 của thế kỷ 20 mới được coi là giai đoạn phát triển thực sự của lý
thuyết điều khiển cổ điển với sự ra đời của các công cụ phân tích và thiết kế hệ
thống. Đặc điểm cơ bản của lý thuyết điều khiển cổ điển là việc sử dụng các
phương pháp trong miền tần số, dựa trên phép biến đổi Laplace. Chính do đặc
điểm đó nên lý thuyết điều khiển cổ điển chỉ thích hợp cho các hệ thống tuyến
tính bất biến.
Thập kỷ 60 của thế kỷ 20 là thời điểm đánh dấu sự mở đầu của kỷ nguyên
không gian trong lịch sử của loài người. Kể từ đây, kỹ thuật điều khiển bước vào
một giai đoạn mới − giai đoạn phát triển của lý thuyết điều khiển hiện đại. Hai
khái niệm quan trọng nhất trong kỹ thuật điều khiển hiện đại là các phương pháp
trong miền thời gian và điều khiển số. Việc thiết kế các hệ thống điều khiển phi
tuyến phức tạp, ví dụ như hệ thống điều khiển quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo, vượt
quá khả năng của các phương pháp cổ điển. Các phương pháp trong miền thời
gian, sử dụng mô hình biến trạng thái, đã vượt qua được những hạn chế của lý
thuyết điều khiển cổ điển khi đối mặt với các hệ thống phi tuyến. Với sự phát
triển mạnh mẽ của các lĩnh vực ứng dụng của điều khiển phi tuyến như trong kỹ
thuật hàng không vũ trụ hay robotics, vai trò của các phương pháp trong miền
thời gian cũng trở nên ngày càng chiếm ưu thế so với các phương pháp trong
miền tần số trong kỹ thuật điều khiển hiện đại. Ngày nay, thật khó tưởng tượng
việc xây dựng một hệ thống điều khiển nếu thiếu đi máy tính hay các bộ vi điều
khiển. Các lý thuyết của điều khiển số gắn liền với sự ra đời của máy tính, và
cùng với sự phổ biến ngày càng rộng rãi của các hệ thống điều khiển sử dụng
máy tính, điều khiển số đã trở thành lĩnh vực quan trọng hàng đầu của kỹ thuật
điều khiển. Ngoài ra, kỹ thuật điều khiển hiện đại còn quan tâm tới những vấn đề
như điều khiển thích nghi và điều khiển tối ưu, do các hệ thống cần điều khiển
ngày càng trở nên phức tạp, không thể mô hình hóa được một cách chính xác, và
do tính hiệu quả đối với nhiều hệ thống điều khiển hiện đại được xem là chỉ tiêu
chất lượng quan trọng nhất.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: