Tài liệu Đồ án TBTĐ - Hệ thống giảm chấn đàn hồi

Mô tả:

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG .....Error! Bookmark not defined. 1.1 Mô hình hóa hệ thống................................................................................ 5 1.2 Xét tình điều khiển được………………………………………………...7 1.3 Xét tính quan sát được…………………………………………………...8 1.4 Mục tiêu điều khiển……………………………………………………….8 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ....................................................9 2.1 Phương pháp thiết kế bộ điều khiển theo phương pháp đa thức đặc trưng có hệ số suy giảm thay đổi được. ...................................................................... 9 2.2 Thực hiện bộ điều khiển PI. .................................................................. 13 2.2.1 BĐK (PI) lý tưởng............................................................................13 2.2.2 Bộ điều khiển (PI) thực: ...................................................................15 2.2.3 Khảo sát nhiễu..................................................................................20 2.3 Thiết kế BĐK số.................................................................................... 24 2.4 Thiết kế BĐK mờ .................................................................................. 26 2.4.1 Các bước thiết kế BĐK mờ..............................................................26 2.4.2 Thực hiện thiết kế BĐK mờ.............................................................27 2.5 Thiết kế mạc điện tử cho BĐK PI lí tưởng............................................ 40 CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG ..............................................................................41 3.1 Bộ điều khiển PI ................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.1 BĐK (PI) lý tưởng khi chưa có nhiễu. .............................................39 3.1.2 BĐK (PI) thực có cấu trúc phản hồi vị trí:......................................42 3.1.3 BĐK (PI) thực không có cấu trúc phản hồi vị trí:..........................42 3.1.4 BĐK (PI) khi có nhiễu.tác động......................................................44 GVHD:Th.s Nguyễn Trọng Toản ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN Page 3 3.2 BĐK mờ ................................................................................................ 45 3.3 BĐK (PI) số............................................................................................47 3.4 Kết luận.................................................................................................. 48 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………..49 Sinh viên thực hiện: *Đinh Danh Dương,Nguyễn Văn Đức: Thiết kế BĐK PI(lí tưởng và thực),khảo sát nhiễu, *Đinh Danh Dương:Thiết kế BĐK số và mô phỏng. *Tào Văn Dương,Đinh Danh Dương,Nguyễn Văn Đức: Mô hình hóa,mục tiêu điều khiển,mạch điện tử. *Nguyễn Văn Đức: Thiết kế BĐK mờ tĩnh và mờ động. GVHD:Th.s Nguyễn Trọng Toản ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN Page 4 Lời nói đầu Nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước, với mục tiêu trở thành một nước công nghiệp trong năm 2020. Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ, những chủ nhân tương lai của đất nước, nhiệm vụ phải không ngừng học tập, nghiên cứu khoa học, ứng dụng khoa học vào thực tế, phục vụ cho sự phát triển của đất nước. Sự phát triển nhanh chóng của cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung và trong lĩnh vực điện- điện tử nói riêng đã làm cho nền kinh tế của nước ta không ngừng phát triển. Để đáp ứng được những yêu cầu ngày càng cao của xã hội, sinh viên chúng em ý thức được rằng cần học tập và nghiên cứu về chuyên môn của mình trong trường đại học một cách chuyên sâu và nghiêm túc hơn nữa . Đo lường và Điều khiển tự động là một trong những ngành mới, đang trên đà phát triển, đóng góp một cách tích cực cho nên công nghiệp nước nhà , vì vậy, là sinh viên của ngành, em ý thức cần phải cố gắng học tập, trau dồi kiến thức, vận dụng vào thực tế, góp ích cho sự phát triển của xã hội. Đồ án Thiết Bị tự động là một môn học giúp chúng em vận dụng lý thuyết vào việc thiết kế, xây dựng các bộ điều khiển cho một mô hình thực, từ đó hiểu hơn về lý thuyết, kiểm định lại lý thuyết và biết cách xử lý các bài toán trong thực tế. Đồ án giúp chúng em tiếp cận gần hơn với thực tế. Trong quá trình thiết kế đồ án của em có sự giúp đỡ chỉ dẫn tận tình của các thầy cô trong Bộ môn đặc biệt là thầy giáo ThS. Nguyễn Trọng Toản. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Nguyễn Trọng Toản và các thầy cô trong Bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Bài làm không tránh khỏi những khuyết điểm, vì vậy em rất mong sự góp ý của thầy cô để bài làm của em được hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, Ngày 22 tháng 05 năm 2014 GVHD:Th.s Nguyễn Trọng Toản ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN Page 5 CHƯƠNG I : MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG 1.1 Mô hình hóa hệ thống: Mô hình hệ thống như sau: uykbmaFmsFlx K = 2 (N/m) Độ cứng lò xo b = 7 (Ns/m) Hệ số ma sát m = 1 (kg) Khối lượng xe u Tín hiệu điều khiển y Đáp ứng đầu ra Hay : 22dydydumbkybkudtdtdt++=+ GVHD:Th.s Nguyễn Trọng Toản ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN Page 6 Trong đó: u(t) là tín hiệu điều khiển hay là độ dịch chuyển của xe. Giả thiết tại thời điểm khảo sát, xe đang dịch chuyển với tốc độ không đổi, tức là u̇=const. Đầu ra là dịch chuyển của vật nặng trên xe y(t). Giả thiết rằng lực ma sát của bộ phận giảm chấn tỉ lệ với y ̇- u̇ và lò xo tuyến tính tức là lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ với y-u. Giả sử các lực có phương chiều như hình vẽ, với a là gia tốc của vật nặng, áp dụng định luật II Newton ta có: maF=Σ Trong đó, FΣ là tổng các lực tác dụng lên vật nặng. Chú ý xe không trọng lượng. (1) Đây chính là phương trình vi phân mô tả hệ. Laplace hai vế của (1) ta được: 2(msbsk)Y(s)(bsk)U(