congchuatuyet_1516
New Member
Download miễn phí Bài giảng Cơ sở tự động - Mô tả hệ thống
Hàmh(t) đượcgọilàđápứng nấchay còngọilà
hàmquáđộcủahệthống. Đápứng nấcchínhlàtích
phâncủađápứng xung.
1. 2 Đặctínhtầnsố
Ðặctínhtầnsốmôtảquanhệgiữatínhiệuravà
tínhiệuvàoởtrạngtháixáclậpkhithayđổitầnsố
tínhiệudaođộngđiềuhòaở đầuvàohệthống.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Chương 3MÔ TẢ HỆ THỐNG
ThS. NGUYỄN XUÂN NGUYÊN
Mô tả hệ tuyến tính liên tụcChương 3
I. Hàm truyền đạt
1. Khái niệm
r(t) c(t)
Hệ TTLT
R(s) C(s)
Hệ tuyến tính liên tục được mô tả bởi PTVP:
)t(rb
dt
)t(drb...
dt
)t(rdb
dt
)t(rdb
)t(ca
dt
)t(dca...
dt
)t(cda
dt
)t(cda
mmm
m
m
m
nnn
n
n
n
++++
=++++
−−
−
−−
−
11
1
10
11
1
10
Biến đổi Laplace hai vế với điều kiện đầu bằng không:
I. Hàm truyền đạt
0 1 0 1
1
0 1 1
1
0 1 1
( ) .. ( ) ( ) ( ) .. ( ) ( )
..( )( )
( ) ..
− −
−
−
−
−
+ + + = + + +
+ + + +⇒ = = + + + +
n m
n n m m
m m
m m
n n
n n
a s C s a sC s a C s b s R s b sR s b R s
b s bs b s bC sG s
R s a s a s a s a
G(s) được gọi là hàm truyền của hệ thống.
Hàm truyền hệ thống là tỉ số giữa biến đổi Laplace
của tín hiệu ra và biến đổi Laplace của tín hiệu vào khi
điều kiện đầu bằng không.
Định nghĩa:
I. Hàm truyền đạt
Sơ đồ khối của hệ thống là hình vẽ mô tả chức năng
của các phần tử và sự tác động qua lại giữa các phần
tử trong hệ thống.
2. Sơ đồ khối và đại số sơ đồ
2.1 Khái niệm
Sơ đồ khối gồm 3 thành phần chính:
G(s)
R(s) C(s)
Khối chức năng
x
Điểm rẽ nhánh
x x
Bộ tổng
I. Hàm truyền đạt
2.2 Biểu diễn hàm truyền bởi sơ đồ khối
¾ Hệ thống mắc nối tiếp:
G(s) G (s).G (s)= 1 2
I. Hàm truyền đạt
¾ Hệ thống mắc song song:
1 2= +G( s) G ( s) G ( s)
1
2
I. Hàm truyền đạt
¾ Hệ thống mắc hồi tiếp:
1
= +k
G( s )G ( s )
G( s )H( s )
I. Hàm truyền đạt
2.3 Chuyển vị sơ đồ khối
¾ Chuyển điểm rẽ nhánh:
I. Hàm truyền đạt
¾ Chuyển vị bộ tổng so với khối:
I. Hàm truyền đạt
¾ Chuyển vị hai bộ tổng:
¾ Tách bộ tổng làm hai:
II. Đặc tính động học hệ thống
Đặc tính động học mô tả sự thay đổi của tín hiệu ra theo
thời gian khi có tác động ở đầu vào.
1. Khái niệm về đặc tính động học
1. 1 Đặc tính thời gian
Đặc tính thời gian mô tả sự thay đổi của tín hiệu ra khi
đầu vào là hàm xung hay hàm nấc.
9 Khi đầu vào là hàm xung: ∂(t)
t
O{ } )()()(
)()().()(
)()(
1 tgsGLtc
sGsGsRsC
ttr
==⇒
==⇒
=
−
δ
II. Đặc tính động học hệ thống
Hàm g(t) được gọi là đáp ứng xung hay còn gọi là hàm
trọng lượng của hệ thống. Đáp ứng xung chính là biến đổi
Laplace ngược của hàm truyền.
9 Khi đầu vào là hàm nấc:
∫=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⇒
==⇒
=
−
t
dttgsG
s
Ltc
sG
s
sGsRsC
tutr
0
1 )()(1)(
)(.1)().()(
)()(
Ta đặt: ∫= t dttgth
0
)()(
u(t)
t
O
1
II. Đặc tính động học hệ thống
Hàm h(t) được gọi là đáp ứng nấc hay còn gọi là
hàm quá độ của hệ thống. Đáp ứng nấc chính là tích
phân của đáp ứng xung.
1. 2 Đặc tính tần số
Đặc tính tần số mô tả quan hệ giữa tín hiệu ra và
tín hiệu vào ở trạng thái xác lập khi thay đổi tần số
tín hiệu dao động điều hòa ở đầu vào hệ thống.
II. Đặc tính động học hệ thống
Giả sử đầu vào hệ thống dưới dạng:
tRtr m ωsin)( =
Chứng minh được ngõ ra xác lập sẽ là:
[ ]( ) .sin ( )xl mc R G j t G jω ω ω= +∠
Định nghĩa
Đặc tính tần số của hệ thống là tỉ số giữa tín hiệu ra ở
trạng thái xác lập và tín hiệu vào hình sin.
)()()(
)(
)( ωψωωω
ω jeMjG
jR
jCDTTS ===
II. Đặc tính động học hệ thống
Để biểu diễn đặc tính tần số một cách trực quan,
có thể sử dụng đồ thị.
Hai dạng đồ thị được dùng phổ biến là biểu đồ
Bode và biểu đồ Nyquist.
9 Biểu đồ Nyquist:
Biểu diễn đường cong G(jω) khi ω biến thiên từ 0
đến ∞.
II. Đặc tính động học hệ thống
9 Biểu đồ Bode:
- Biểu đồ bode biên độ:
Trục hoành là lgω , đơn vị decade.
Trục tung là L(ω)=20lgM(ω), đơn vị dB.
- Biểu đồ bode pha:
Trục hoành là lgω , đơn vị decade.
Trục tung là ψ (ω) , đơn vị độ.
III. Các khâu động học điển hình
1. Khâu tỉ lệ
K
R(s) C(s)
C ( s ) K .R ( s )=
- Đặc tính thời gian
Đáp ứng xung
Đáp ứng nấc
{ }g ( t ) L K K ( t )δ−= =1
t
h ( t ) g ( t ) d t K u ( t )= =∫
0
K
K
III. Các khâu động học điển hình
G( j ) Kω =
- Đặc tính tần số
-Biên độ :
-Pha :
L ( ) lg Kω = 2 0
( )ψ ω = 0
L(ω)
lgω
O
20lgK
1 2
ψ(ω)
lgω
900
1 2
-900
III. Các khâu động học điển hình
3. Khâu tích phân lý tưởng
1/s
R(s) C(s)
C(s) R(s)
s
= ⋅1
- Đặc tính thời gian
Đáp ứng xung
Đáp ứng nấc
g ( t ) L u ( t )
s
− ⎧ ⎫= =⎨ ⎬⎩ ⎭
1 1
t
h ( t ) g ( t ) d t t .u ( t )= =∫
0
III. Các khâu động học điển hình
G(j ) j
j
ω ω ω= =−
1 1
- Đặc tính tần số
-Biên độ :
-Pha :
L ( ) lgω ω= − 2 0
( )ψ ω = − 09 0
ψ(ω)
lgω
900
0 1
-900
-1
-20
L(ω)
lgω
20
0 1-1
-20 dB/dec
III. Các khâu động học điển hình
3. Khâu vi phân lý tưởng
S
R(s) C(s)
C(s) s.R(s)=
- Đặc tính thời gian
Đáp ứng xung
Đáp ứng nấc
{ }g ( t ) L s ( t )δ•−= =1
t
h ( t ) g ( t ) d t ( t )δ= =∫
0
1
III. Các khâu động học điển hình
G( j ) jω ω=
- Đặc tính tần số
-Biên độ :
-Pha :
L ( ) lgω ω= 2 0
( )ψ ω = 09 0
ψ(ω)
lgω
900
0 1
-900
-1
-20
L(ω)
lgω
20
0 1-1
20 dB/dec
III. Các khâu động học điển hình
4. Khâu quán tính bậc nhất
G(s)
R(s) C(s)
1 1
1 1
= ⇒ = ⋅+ +G(s) C(s) R(s)Ts Ts
- Đặc tính thời gian
Đáp ứng xung
Đáp ứng nấc
t
Tg ( t ) L e .u ( t )
T s T
−− ⎧ ⎫= =⎨ ⎬+⎩ ⎭
1 1 1
1
t t
Th ( t ) g ( t ) d t ( e ) .u ( t )
−= = −∫
0
1
III. Các khâu động học điển hình
G( j )
Tj
ω ω= +
1
1
- Đặc tính tần số
-Biên độ :
-Pha :
L( ) lg Tω ω= − + 2 220 1
( ) arctan(T )ψ ω ω= −
-20
L(ω)
lgω0 1-1
-20 dB/dec
1/T
ψ(ω)
lgω
-900
0 1
-450
-1 1/T
...