Bai01_Nhapmon ve ly thuyet dieu khien tu dong

control theory hust part 1

1. Lý thuyt ðimu khiôn tñng
ThS.ð Tú Anh
Bmônðiu khi n tñng
Khoa ðin, Trưng ðHBK HN
Nhp môn
ðimu khiôn
tñng

2. Lý thuyt ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
Nh

p môn

Víd

v

các h

th

ng
ð
KT
ð
(t

ng ph

n ho

c toàn ph

n)

M

t h

th

ng
ñ
i

u khi

n t
ñ
ng làm

t t

h

p các ph

n t

cùng ho

t
ñ
ng v

i nhau sao cho toàn b

h

th

ng v

n hành
m

t cách t
ñ
ng
ñ
th

c hi

n m

t ch

c n
ă
ng (nhi

m v

)
ñ
t
tr
ư
c.
•
Máy móc thit b: t lnh, máy ñiu hòa nhit ñ, thang
máy, vô tuyn ñiu khi n txa, hthng vi!n thông,
Internet, …
• Công nghip: CN s"n xu#t gi#y, xi măng, CN ô tô, …
•$ng dng khác: nhàmáy ñin, lò ph"n ng (ht nhân hoc
hóa ch#t), hthng giao thông vn t"i, rô bt, hthng vũ
khí, máy tính, nông nghi p, hthng tñng hóa tòa nhà, …
2
-
1

3. Lý thuyt ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
Nh

p môn
Ưuñi
m c

a các h

th

ng
ð
KT
ð
•Gi"m thi u stham gia c a con ngưi trong các lĩnh vc k)
thut k trên ðgi"m nhân công,tăngnăngsu#t vàch#t lưng
s"n ph-m, …
•Gi"m lao ñng nng nh.c, tai nn nghnghip.
•Nâng cao ch#t lưng cuc sng.

M

t vài phát minh
ñ
áng nh

•1769, James Watt phát minh ra máy ñiu ch/nh tc ñly tâm
dùng trong ñng cơ hơi nưc.
•1957, Liên Xô cũphóng thành công vtinh nhân to bay
quanh trái ñ#t.
•1969, dán tàu vũtrApollo c a M)ñưaconngưi ln ñu
tiên bưc lên mt trăng.
2
-
2

4. Lý thuyt ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
Nh

p môn

L

ch s

phát tri

n
•1930 –ð4567: ðiu khi n kinh ñi n
(Classical Control)
•1960 –nay: ðiu khi n hin ñi
(Modern Control)
ðiu khi n t9l–tích
phân –vi phân (PID)
ðiu khi n trong không
gian trng thái,ðKti
ưu, ðK s, ðK thích
nghi,ðKbn v;ng,ðK
mư, …
2
-
3

5. Lý thuyht ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
ð
N 1.1Xét
ñ
i t
ư
ng Tc

n
ñ
i

u khi

n và
ñ
áp

ng mong mu

n
y(t),hãy tìm m
ð
t tín hi

u vào u(t)thích h

p sao cho v

i tín hi

u
ñ
ó, h

th

ng s
<ñ
t
ñư
c tín hi

u ra mong mu

n y(t).
=ñây
, tín
hi

u vào thích h

p u(t)
ñgl
tín hi

u
ñ
i
m
u khi
ô
n.
H

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n
ð
T
ð
K
u(t) y(t)
Kích thích
Tín hi
ð
u vào
ð
áp
m
ng
Tín hi ð
u ra
Tín hi

u ra y(t)cóquan h

v

i tín hi

u vào u(t): y(t)=Tu(t),
trong
ñ
óTlàm
ð
t toán t

.
Trên th

c t
h
, bài toán tìm tín hi

u
ñ
i

u khi

n u(t)
ñư
c
chuy

n thành bài toán t

ng h

p (thi
h
t k
h
) b
ñi
u khi
ô
n.
2
-
4

6. Lý thuyht ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
H

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n
ðN 1.2Hthng ñiu khi n vòng h@(open-loop) làhthng
màtín hiu vào u(t)không phthuðc vào tín hiu ra y(t), có
nghĩa làu(t)không ph"i làmðt hàm c a y(t).
ðN 1.3Hthng ñiu khi n vòng kín (closed-loop) làh
thng màtín hiu vào u(t)phthuðc vào tín hiu ra y(t), có
nghĩa làu(t)làmðt hàm c a y(t).
BðKðTðK
r(t)y(t) u(t)
BðKðTðK
r(t)y(t) u(t)
BðK
(controller,regulator,
compensator)
r(t)– tín hiu ñt
(reference signal
)
2
-
5

7. Lý thuyht ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
H

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n
Víd
Máy gi

t qu

n áo làm
ð
t h

th

ng
ð
K vòng h
@
Bôlip trình
(BðK)
Máy git
(ðTðK)
Tín hiðu
ñt
Tín hiðu
ðK
Qun áo ñã
ñc git
r(t) u(t) y(t)
Víd
Bình n
ư
c nóng làm
ð
t h

th

ng
ð
K vòng kín
BðCnhit
(BðK)
Bình nñTc nóng
(ðTðK)
Tín hiðu
ñt
Tín hiðu
ðK
Nhiðt ôn
nñTc
r(t) u(t) y(t)
2
-
6

8. Lý thuyt ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
H

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n
•
=
h

th

ng
ð
K vòng kín, thông tin liên quan
ñ
n
ñ
u
ra c

a h
ñư
c
ñư
a tr
@
l

i
ñ
u vào
ð
tác
ñ
ng h

i ti

p.
•N

u ch
#
t l
ư
ng c

a h

th

ng ch
ư
a
ñư
c th
A
a mãn,
nh
ư
tác
ñ
ng h
B
i ti

p, b
ðKs<
v
C
n “hành
ñ
ng”
ñ
ñư
a h

th

ng
ñ
t t

i ch
#
t l
ư
ng mong mu

n.
•Các h

th

ng
ð
K vòng kín
ñư
c s

d

ng khi yêu c

u
ch
#
t l
ư
ng
ð
K cao (v
ñ
chính xác, t

c
ñ
, …)
Trong phm vi chương trình, chúng ta ch /quantâmñn các hð
ñiu khi n hBi tip.
2
-
7

9. Lý thuyht ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
H

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n h

i ti
ð
p
S
ơ
ñB
hoàn ch
/
nh
Thit bðKðTðK
r(t)y(t) u(t)
Thit bCH Thit bño
Bôso sánh
+
_
ˆ
( )
y te(t)
e(t)Tín hiu sai lch
ˆ
( )
y t
Tín hiu ño ñưc
2
-
8

10. Lý thuyt ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
Víd
H

th

ng
ñ
i

u khi

n lò ph
"
n

ng h

t nhân
S
ơ
ñB
kh

i
c
#
u trúc ???
H

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n h

i ti

p
2
-
9

11. Lý thuyt ðKTð 1BmônðKTð-Khoa ðin
Các b
ư
c thi

t k

h

th

ng
ñ
i
m
u khi
ô
n
1. Nghiên cu ñi tưng cn ðK vàquyt ñnh các loi c"m bin và
thit bch#p hành s<sdng.
2. Mô hình hóa hthng cn ðK; ñơn gi"n hóa mô hình nu cn thit.
3. Phân tích mô hình; xác ñnh các tính ch#t c a nó.
4. Quyt ñnh các ch/tiêu ch#t lưng c a h.
5. Quyt ñnh c#u trúc ñiu khi n.
6. Thit kbðKthAa mãn các ch/tiêuCLñt ra, nu không, gi"m
bt ch/tiêu hoc tng quát hóa c#u trúc bðK.
7. Mô phAng hthng ðK va nhn ñưc, hoc trên máy tính hoc
trên ñi tưng thnghim.
8. Lp li bưc 1 nu cn thit.
9. Ch.n các phn cng vàphn mm vàthc hin bðK.
10.Ch/nh ñnh trc tuyn (on-line) bðKnu cn thit.
2
-
10