cÔ sÔÛ tÖÏ ÑoÄnghthoang/cstd/chuong5_cstd.pdf · 2011-11-30 · xl cua heä thong ñoi vôi...

42
Moân hoïc Moân hoïc CÔ SÔÛ TÖÏ ÑOÄNG CÔ SÔÛ TÖÏ ÑOÄNG Biên son: TS. Hunh Thái Hoàng Bmôn điu khin tđộng Khoa Đin – Đin TĐại hc Bách Khoa TPHCM Email: [email protected] Homepage: www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ Ging viên: HTHoàng, NVHo, NĐHoàng, BTHuyn, HHPhương, HMTrí 9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 1

Upload: others

Post on 19-Mar-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Moân hoïc Moân hoïc

CÔ SÔÛ TÖÏ ÑOÄNGCÔ SÔÛ TÖÏ ÑOÄNG

Biên soạn: TS. Huỳnh Thái Hoàngề ểBộ môn điều khiển tự động

Khoa Điện – Điện TửĐại học Bách Khoa TPHCM

Email: [email protected]: www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/

Giảng viên: HTHoàng, NVHảo, NĐHoàng, BTHuyền, HHPhương, HMTrí

9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 1

Chöông 5Chöông 5

ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNGÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNGHEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅNHEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 2

Caùc tieâu chuaån chaát löông

Noäi dung chöông 5Noäi dung chöông 5

Cac tieu chuan chat löôïng Sai soá xaùc laäp Ñaùp öùng quaù ñoä

C ù i â h å ái h ù ñ ù ù ù ñ ä Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä Quan heä giöõa chaát löôïng trong mieàn taàn soá vaø chaát löôïng trong

mieàn thôøi gian

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 3

å áå áCaùc tieâu chuaån chaát löôïngCaùc tieâu chuaån chaát löôïng

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 4

Caùc tieâu chuaån chaát löôïngCaùc tieâu chuaån chaát löôïng

Sai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäpSai so xac laäpSai so xac laäpyht(t)

r(t)exlr(t)

(t) e

Y(s)

Yht(s)

t0

e(t) exl

Sai soá: laø sai leäch giöõa tín hieäu ñaët vaø tín hieäu hoài tieáp.

)()()( tytrte h )()()( sYsRsE h

Sai soá xaùc laäp: laø sai soá cuûa heä thoáng khi thôøi gian tieán ñeán voâcuøng.

)()()( tytrte ht

)(li

)()()( sYsRsE ht

)(li E

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 5

g)(lim

0tee

txl )(lim

0ssEe

sxl

Caùc tieâu chuaån chaát löôïngCaùc tieâu chuaån chaát löôïng

Ñaùp öùng quaù ñoä:Ñaùp öùng quaù ñoä: Ñoä vot loáÑoä vot loá Hieän töôïng voït loá: laø hieän töôïng ñaùp öùng cuûa heä thoáng vöôït quaù

giaù trò xaùc laäp cuûa noù.

Ñap öng qua ñoä: Ñap öng qua ñoä: Ñoä voït loÑoä voït lo

g ò äpy(t)

voït loáy(t)

ymaxymax yxl

yxl yxl

ymax yxl

cxl

Ñoä vot loá: (Percent of Overshoot – POT) laø ñai löông ñaùnh giaù

t0

khoâng voït loá t0

Ñoä voït lo: (Percent of Overshoot – POT) la ñaïi löôïng ñanh giamöùc ñoä voït loá cuûa heä thoáng, ñoä voït loá ñöôïc tính baèng coâng thöùc:

%100max xlyyPOT

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 6

%100max xl

xl

yyyPOT

Caùc tieâu chuaån chaát löôïngCaùc tieâu chuaån chaát löôïng

Ñaùp öùng quaù ñoä:Ñaùp öùng quaù ñoä: Thôøi gian quaù ñoäThôøi gian quaù ñoä Thôøi gian leânThôøi gian leân Thôøi gian quaù ñoä (tqñ): laø thôøi gian caàn thieát ñeå sai leäch giöõa ñaùp

öùng cuûa heä thoáng vaø giaù trò xaùc laäp cuûa noù khoâng vöôït quaù %.

Ñap öng qua ñoä: Ñap öng qua ñoä: Thôi gian qua ñoä Thôi gian qua ñoä –– Thôi gian lenThôi gian len

g ä g g ò äp g ï q% thöôøng choïn laø 2% (0.02) hoaëc 5% (0.05)

Thôøi gian leân (tr): laø thôøi gian caàn thieát ñeå ñaùp öùng cuûa heä thoángátaêng töø 10% ñeán 90% giaù trò xaùc laäp cuûa noù.

y(t) y(t)

(1+)cxl

(1) cxl

cxlcxl

0.9cxl

t0

t0.1cxl

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 7

0 tqñ

0tr

ááSai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäp

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 8

Sai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäp

Bieåu thöùc sai soá xaùc laäpBieåu thöùc sai soá xaùc laäpBieu thöc sai so xac laäpBieu thöc sai so xac laäp

C(s)

)()(1)()(

sHsGsRsE

Ta coù:

)()(1)(lim)(lim

00 sHsGssRssEe

ssxl

Suy ra:

)()(100 sHsGss

Nhaän xeùt: sai soá xaùc laäp khoâng chæ phuï thuoäc vaøo caáu truùc vaøth â á û h ä th á ø ø h th ä ø tí hi ä ø

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 9

thoâng soá cuûa heä thoáng maø coøn phuï thuoäc vaøo tín hieäu vaøo.

Sai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäp

Sai soá xaùc laäp khi tín hiSai soá xaùc laäp khi tín hiệệu vaøo laø haøm naácu vaøo laø haøm naácSai so xac laäp khi tín hiSai so xac laäp khi tín hiệệu vao la ham nac u vao la ham nac

Neáu tín hieäu vaøo laø haøm naác ñôn vò: ssR /1)( 1

pxl K

e

1

1vôùi )()(lim

0sHsGK

sp (heä soá vò trí)

( ) ( )yht(t) yht(t)

1 1

0t

G(s)H(s) khoâng coù khaâu0

t

G(s)H(s) coù ít nhaát 1 khaâu

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 10

G(s)H(s) khong co khau tích phaân lyù töôûng

G(s)H(s) co ít nhat 1 khau tích phaân lyù töôûng

Sai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäp

Sai soá xaùc laäp khi tín hiSai soá xaùc laäp khi tín hiệệu vaøo laø haøm doácu vaøo laø haøm doácSai so xac laäp khi tín hiSai so xac laäp khi tín hiệệu vao la ham doc u vao la ham doc

Neáu tín hieäu vaøo laø haøm naác ñôn vò: 2/1)( ssR 1

vxl K

e 1 vôùi )()(lim

0sHssGK

sv (heä soá vaän toác)

yht(t)

r(t)

e 0

yht(t)

r(t)

yht(t)

r(t)

0

e(t)

exl 0 exl = 0

G(s)H(s) khoâng0

t

G(s)H(s) coù 10

t

G(s)H(s) coù nhieàu0

t

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 11

G(s)H(s) khong coù khaâu TPLT

G(s)H(s) co 1 khaâu TPLT

G(s)H(s) co nhieu hôn 1 khaâu TPLT

Sai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäp

Sai soá xaùc laäp khi tín hiSai soá xaùc laäp khi tín hiệệu vaøo laø haøm parabolu vaøo laø haøm parabolSai so xac laäp khi tín hiSai so xac laäp khi tín hiệệu vao la ham parabol u vao la ham parabol

Neáu tín hieäu vaøo laø haøm parabol: 3/1)( ssR 1

axl K

e 1 vôùi )()(lim 2

0sHsGsK

sa (heä soá gia toác)

yht(t)

r(t)

e l = 0exl0

yht(t)

r(t)

yht(t)

r(t)

e(t)exl 0

G(s)H(s) coù ít hôn0

t

G(s)H(s) coù 20

t

G(s)H(s) coù nhieàu0

t

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 12

G(s)H(s) co ít hôn 2 khaâu TPLT

G(s)H(s) co 2 khaâu TPLT

G(s)H(s) co nhieu hôn 2 khaâu TPLT

Sai soá xaùc laäpSai soá xaùc laäp

Moái lieân heä giöõa soá khaâu tích phaân trong G(s)H(s) vaø sai soá xaùc laäpMoái lieân heä giöõa soá khaâu tích phaân trong G(s)H(s) vaø sai soá xaùc laäpMoi lien heä giöa so khau tích phan trong G(s)H(s) va sai so xac laäp Moi lien heä giöa so khau tích phan trong G(s)H(s) va sai so xac laäp Tuøy theo soá khaâu tích phaân lyù töôûng coù trong haøm truyeàn G(s)H(s) maø caùc heä soá

Kp, Kv, Ka coù giaù trò nhö sau:

Nhaän xeùt: Muoán exl cuûa heä thoáng ñoái vôùi tín hieäu vaøo laø haøm naác baèng 0 thì haøm truyeàn

G(s)H(s) phaûi coù ít nhaát 1 khaâu tích phaân lyù töôûngG(s)H(s) phai co ít nhat 1 khau tích phan ly töông. Muoán exl cuûa heä thoáng ñoái vôùi tín hieäu vaøo laø haøm doác baèng 0 thì haøm truyeàn

G(s)H(s) phaûi coù ít nhaát 2 khaâu tích phaân lyù töôûng. M á û h ä th á ñ ái ôùi tí hi ä ø l ø h ø b l b è 0 thì h ø

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 13

Muon exl cua heä thong ñoi vôi tín hieäu vao la ham parabol bang 0 thì ham truyeàn G(s)H(s) phaûi coù ít nhaát 3 khaâu tích phaân lyù töôûng.

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 14

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Heä quaùn tính baäc 1Heä quaùn tính baäc 1Heä quan tính baäc 1Heä quan tính baäc 1

K Y(s)R(s)

Haøm truyeàn heä quaùn tính baäc 1:1

)( T

KsG

1Ts

y ä q ä1

)(Ts

Heä quaùn tính baäc 1 coù moät cöïc thöïc: T

p 11

T1

Ñaùp öùng quaù ñoä: 1

.1)()()(

Ts

Ks

sGsRsY1Tss

)1()( /TteKty

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 15

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Heä quaùn tính baäc 1 (tt)Heä quaùn tính baäc 1 (tt)Heä quan tính baäc 1 (tt)Heä quan tính baäc 1 (tt)

Im s y(t)

(1+).K

(1).KRe s

K

01/T0.63K

tqñ

Giaûn ñoà cöc zero

Tt

0

Ñ ù öù ù ñ ä û kh â ù tí hGian ño cöïc –zero cuûa khaâu quaùn tính baäc 1

Ñap öng qua ñoä cua khau quan tính baäc 1 taêng theo qui luaät haøm muõ

)1()( /TteKty

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 16

)1()( eKty

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Nhaän xeùt veà heä quaùn tính baäc 1Nhaän xeùt veà heä quaùn tính baäc 1Nhaän xet ve heä quan tính baäc 1 Nhaän xet ve heä quan tính baäc 1

Heä quaùn tính baäc 1 chæ coù 1 cöïc thöïc (1/T), ñaùp öùng quaù ñoäkhoâng coù vot loákhong co voït lo.

Thôøi haèng T: laø thôøi ñieåm ñaùp öùng cuûa khaâu quaùn tính baäc 1 ñaït63% giaù trò xaùc laäp.

Cöïc thöïc (1/T) caøng naèm xa truïc aûo thì thôøi haèng T caøng nhoû,heä thoáng ñaùp öùng caøng nhanh.Th øi i ù ñ ä û h ä ù í h b ä 1 l ø Thôøi gian quaù ñoä cuûa heä quaùn tính baäc 1 laø:

1lnTtqñ

lnTtqñ

vôùi = 0.02 (tieâu chuaån 2%) hoaëc = 0.05 (tieâu chuaån 5%)

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 17

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä quaùn tính baäc 1Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä quaùn tính baäc 1Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä quan tính baäc 1Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä quan tính baäc 1

Cöïc naèm caøng xa truïc aûo ñaùp öùng cuûa heä quaùn tính baäc 1 caøngnhanh thôøi gian quaù ñoä caøng ngaén

Im s y(t)

nhanh, thôi gian qua ñoä cang ngan.

Re s

0

K

0

t

Giaûn ñoà cöïc –zero û

Ñaùp öùng quaù ñoä

t0

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 18

cuûa khaâu quaùn tính baäc 1 cuûa khaâu quaùn tính baäc 1

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Heä dao ñoäng baäc 2Heä dao ñoäng baäc 2Heä dao ñoäng baäc 2Heä dao ñoäng baäc 2

1222 TssTK

Y(s)R(s)

Haøm truyeàn heä dao ñoäng baäc 2:

12 TssT

2KK 1

d ñ b 2 ù h ù

2222 212)(

nn

n

ssK

TssTKsG

)10 ,1(

Tn

2 Heä dao ñoäng baäc 2 coù caëp cöïc phöùc:

Ñaùp öùng quaù ñoä: 21)()()( nKsGsRsY

22,1 1 nn jp

p g q ä22 2

.)()()(nnsss

sGsRsY

teKtytn

)1(sin1)( 2 )(cos

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 19

tKty n )1(sin

11)(

2)(cos

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)Heä dao ñoäng baäc 2 (tt)

y(t)Im s

(1+).K

(1).KK

Re s

21 njn

cos =

( )Re s0n

21 j

tqñ

t0

1 nj

Ñaùp öùng quaù ñoä cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Giaûn ñoà cöïc –zero cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 20

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2 Heä dao ñoäng baäc 2 coù caëp cöïc phöùc, ñaùp öùng quaù ñoä coùù daïng dao

ñoäng vôùi bieân ñoä giaûm daàn.

Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2 Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2

g g Neáu = 0, ñaùp öùng cuûa heä

laø dao ñoäng khoâng suygiaûm ôùi taàn soá

= 0 = 0.2

giam vôi tan so n ngoïi laø taàn soá dao ñoäng töïnhieân.

á

= 0.4

Neáu 0< <1, ñaùp öùng cuûaheä laø dao ñoäng vôùi bieân ñoägiaûm daàn goïi laø heä soá = 0.6taét (hay heä soá suy giaûm), caøng lôùn (cöïc caøng naèmgaàn truïc thöïc) dao ñoäng

= 0.6

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 21

g gsuy giaûm caøng nhanh.

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2 Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2

Ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heä dao ñoäng baäc 2 coù voït loá.

%100.1

exp2

POTÑoä voït loá

caøng lôùn (caëp cöïccaøng naèm gaàn truïc(%

)

thöïc) POT caøng nhoû caøng nhoû (caëp cöïc

phöùc caøng naèm gaàn

POT

(

phöc cang nam gantruïc aûo) POT caøng lôùn

Quan heä giöõa heä soá

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 22

Quan heä giöa heä sotaét vaø ñoä voït loá

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2Nhaän xeùt veà heä dao ñoäng baäc 2Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2 Nhaän xet ve heä dao ñoäng baäc 2

Thôøi gian quaù ñoä:3

nt

3

qñTieâu chuaån 5%:

nt

4

qñTieâu chuaån 2%:

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 23

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2 Caùc heä dao ñoäng baäc 2 coù caùc cöïc naèm treân cuøng 1 tia xuaát phaùt

töø goùc toïa ñoä thì coù heä soá taét baèng nhau, do ñoù coù ñoä voït loá baèngà

Im s y(t)

nhau. Heä naøo coù cöïc naèm xa goác toïa ñoä hôn thì coù taàn soá daoñoäng töï nhieân lôùn hôn, do ñoù thôøi gian quaù ñoä ngaén hôn.

Im s

R

y(t)

Kcos = Re s

0

cos =

Giaûn ñoà cöc –zero Ñaùp öùng quaù ñoä

t0

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 24

Gian ño cöïc –zero cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Ñap öng qua ñoä cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2 Caùc heä dao ñoäng baäc 2 coù caùc cöïc naèm caùch goác toïa ñoä moät

khoaûng baèng nhau thì coù cuøng taàn soá dao ñoäng töï nhieân, heä naøoà

Im s y(t)

coù cöïc naèm gaàn truïc aûo hôn thì coù heä soá taét nhoû hôn, do ñoù ñoä voïtloá cao hôn, thôøi gian quaù ñoä daøi hôn.

s

Re s

y(t)

K Re s

0

n

Giaûn ñoà cöc –zero Ñaùp öùng quaù ñoä

t0

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 25

Gian ño cöïc zero cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Ñap öng qua ñoä cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöõa vò trí cöc vaø ñaùp öùng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2Quan heä giöa vò trí cöïc va ñap öng heä dao ñoäng baäc 2 Caùc heä dao ñoäng baäc 2 coù caùc cöïc naèm caùch truïc aûo moät khoaûng

baèng nhau thì coù n baèng nhau, do ñoù thôøi gian quaù ñoä baèng

Im s y(t)

nhau. Heä naøo coù cöïc naèm xa truïc thöïc hôn thì coù heä soá taét nhoûhôn, do ñoù ñoä voït loá cao hôn.

s

Re s

y(t)

KRe s

0n

Giaûn ñoà cöc –zero Ñaùp öùng quaù ñoä

t0

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 26

Gian ño cöïc zero cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Ñap öng qua ñoä cuûa khaâu dao ñoäng baäc 2

Ñaùp öùng quaù ñoäÑaùp öùng quaù ñoä

Heä baäc caoHeä baäc caoHeä baäc caoHeä baäc cao Heä baäc cao coù nhieàu hôn 2 cöïc

Neáu heä baäc cao coù 1 caëp cöïc phöùc naèm gaàn truïc aûo hôn so vôùi caùcä ä ëp ï p g ïcöïc coøn laïi thì coù theå xaáp xæ heä baäc cao veà heä baäc 2. Caëp cöïc phöùcnaèm gaàn truïc aûo nhaát goïi laø caëp cöïc quyeát ñònh cuûa heä baäc cao.

Im s y(t)s

Re s

y(t)Ñaùp öùng heä baäc cao

Re s

0 Ñaùp öùng heä baäc 2 vôùi caëp cöïc quyeát ñònh

Heä baäc cao coù nhieàu hôn 2 cöc Heä baäc cao coù theå xaáp xæ veà heä0

t

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 27

Heä baäc cao co nhieu hôn 2 cöïc Heä baäc cao co the xap xæ ve heä baäc 2 vôùi caëp cöïc quyeát ñònh

å áå áCaùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoäCaùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 28

Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoäCaùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä

Tieâu chuaån IAE Tieu chuan IAE(Integral of the Absolute Magnitude of the Error )

0

)( dtteJIAE

Tieâu chuaån ISE Tieu chuan ISE(Integral of the Square of the Error)

2 )( dJ

Tieâu chuaån ITAE

0

2 )( dtteJISE

(Integral of Time multiplied by the Absolute Value of the Error)

)( dttetJ

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 29

0

)( dttetJITAE

Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoäCaùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä

Heä baäc 2: Heä baäc 2:minIAEJ khi 707.0minISEJ khi 5.0minITAEJ khi 707.0

y(t) =0.3

=0.5

=0.707

=0.9

0t

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 30

Ñaùp öùng cuûa heä baäc 2

Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoäCaùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä

Tieâu chuaån ITAE ñöôc söû dung phoå bieán nhaát Tieu chuan ITAE ñöôïc sö duïng pho bien nhat

Ñeå ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heä thoáng baäc n laø toái öu theo chuaån ITAEthì maãu soá haøm truyeàn kín heä baäc n phaûi coù dangy ä ä p ï g

Neáu maãu soá haøm truyeàn heä kín coù daïng nhö baûng treân vaø töû soáhaøm truyeàn heä kín cuûa heä baäc n laø thì ñaùp öùng quaù ñoä cuûa heäthoáng laø toái öu vaø sai soá xaùc laäp baèng 0

nn

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 31

thong la toi öu va sai so xac laäp bang 0.

Caùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoäCaùc tieâu chuaån toái öu hoùa ñaùp öùng quaù ñoä

Ñaùp öùng toái öu theo chuaån ITAE Ñap öng toi öu theo chuan ITAE

y(t)H ä b ä 1Heä baäc 1

Heä baäc 2

Heä baäc 3

Heä baäc 4

0t

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 32

Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaøQuan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaøQuan heä giöa ñaëc tính tan so va Quan heä giöa ñaëc tính tan so va chaát löôïng trong mieàn thôøi gianchaát löôïng trong mieàn thôøi gian

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 33

Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäpQuan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäp

R( ) Y( )R(s)G(s)+

Y(s)

)()(lim)()(lim00

jHjGsHsGKsp

)()(lim)()(lim00

jHjGjsHsGsKsv

)()()(lim)()(lim 2

0

2

0

jHjGjsHsGsK

sa

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 34

Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäpQuan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø sai soá xaùc laäp

R( ) C( )R(s)G(s)+

C(s)

Sai soá xaùc laäp cuûa heä kín chæ phuï thuoäc vaøo bieân ñoä ôû mieàn taàn soáthaáp cuûa heä hôû, khoâng phuï thuoäc vaøo bieân ñoä ôû mieàn taàn soá cao.

Heä hôû coù bieân ñoä ôû mieàn taàn soá thaáp caøng cao thì heä kín coù sai soáxaùc laäp caøng nhoû.

Tröôøng hôïp ñaëc bieät neáu heä hôû coù bieân ñoä ôû taàn soá thaáp voâ cuønglôù thì h ä kí ù i á ù l ä b è 0 ñ ái ôùi tí hi ä ø l ø h ø

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 35

lôn thì heä kín co sai so xac laäp bang 0 ñoi vôi tín hieäu vao la hamnaác.

Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoäQuan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä

R( ) Y( )R(s)G(s)+

Y(s)

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 36

baêng thoâng cuûa heä kín xaáp xæ taàn soá caét bieân cuûa heä hôû

Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoäQuan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 37

Quan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoäQuan heä giöõa ñaëc tính taàn soá vaø chaát löôïng quaù ñoä

R( ) Y( )R(s)G(s)+

Y(s)

Heä hôû coù taàn soá caét bieân caøng cao thì heä kín coù baêng thoâng caøng Heä hô co tan so cat bien cang cao thì heä kín co bang thong cangroäng heä thoáng kín ñaùp öùng caøng nhanh, thôøi gian quaù ñoä caøngnhoû.

4

cqd

c

t

4

Heä hôû coù ñoä döï tröõ pha cuûa caøng cao thì heä kín coù ñoä voït loá caøngthaáp. Caùc nghieân cöùu thöïc nghieäm cho thaáy ñoä döõ tröõ pha cuûa heähôû lôùn hôn 600 thì ñoä vot loá cuûa heä kín nhoû hôn 10%

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 38

hô lôn hôn 600 thì ñoä voït lo cua heä kín nho hôn 10%.

Thí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độThí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độ

R(s) Y(s)R(s)G(s)+

Y(s)

)1080)(110(10)(

ssssG

)108.0)(11.0( sss

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 39

Thí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độThí dụ quan hệ giữa tần số cắt biên và thời gian quá độ

R(s) Y(s)R(s)G(s)+

Y(s)

)110(50)(

ss

sG)11.0( ss

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 40

Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lốThí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố

R(s) Y(s)R(s)G(s)+

Y(s)

)1080)(110(6)(

ssssG

)108.0)(11.0( sss

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 41

Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố (tt)Thí dụ quan hệ giữa độ dự trữ pha và độ vọt lố (tt)

R(s) Y(s)R(s)G(s)+

Y(s)

)110(6)(

ss

sG)11.0( ss

9 September 2011 © H. T. Hoàng - www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 42