Đề thi giữa học kỳ 1 môn Động lực học và điều khiển - Năm học 2011 - 2012 - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Câu 1 ( 4 điểm): Cho hệ thống hồi tiếp âm như hình vẽ
( )
C 2
K
G s
s
;
1
( )
( 1)( 3)
G s
s s
Vẽ quỹ đạo nghiệm số của hệ thống khi K=0 +
Câu 2 ( 3 điểm): Cho hệ thống điều khiển PID như hình vẽ
G s K K s PID p D ( ) KI
s
; 2
100
( )
10 100
G s
s s
Xác định thông số bộ điều khiển PID sao cho hệ thống thỏa mãn yêu cầu:
(1) Hệ thống có cặp nghiệm phức =0.5 và n =8 và (2) hệ số vận tốc Kv=100.
Câu 3 ( 3 điểm): Hệ thống điều khiển như hình vẽ
Với
10
( )
( 3)( 4)
G s
s s s
Thiết kế khâu hiệu chỉnh sao GC(s) sao cho hệ thống sau khi điều chỉnh có sai số đối
với tín hiệu vào là hàm dốc là 0.02 và đáp ứng quá độ thay đổi không đáng kể
( )
C 2
K
G s
s
;
1
( )
( 1)( 3)
G s
s s
Vẽ quỹ đạo nghiệm số của hệ thống khi K=0 +
Câu 2 ( 3 điểm): Cho hệ thống điều khiển PID như hình vẽ
G s K K s PID p D ( ) KI
s
; 2
100
( )
10 100
G s
s s
Xác định thông số bộ điều khiển PID sao cho hệ thống thỏa mãn yêu cầu:
(1) Hệ thống có cặp nghiệm phức =0.5 và n =8 và (2) hệ số vận tốc Kv=100.
Câu 3 ( 3 điểm): Hệ thống điều khiển như hình vẽ
Với
10
( )
( 3)( 4)
G s
s s s
Thiết kế khâu hiệu chỉnh sao GC(s) sao cho hệ thống sau khi điều chỉnh có sai số đối
với tín hiệu vào là hàm dốc là 0.02 và đáp ứng quá độ thay đổi không đáng kể
5 trang
24/12/2022
2180
Bạn đang xem tài liệu "Đề thi giữa học kỳ 1 môn Động lực học và điều khiển - Năm học 2011 - 2012 - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_thi_giua_hoc_ky_1_mon_dong_luc_hoc_va_dieu_khien_nam_hoc.pdf
Nội dung text: Đề thi giữa học kỳ 1 môn Động lực học và điều khiển - Năm học 2011 - 2012 - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
- ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ĐIỀU KHIỂN Ngày thi: 19/06/2011 Thời gian: 75 phút Câu 1 ( 4 điểm): Điểm a. Xác định điều kiện của K để hệ thống ổn định: Phương trình đặc trưng của hệ: 1 + ( ) ( ) = 0 1 ⟹ 1 + × = 0 + 2 ( − 1)( + 3) ⟹ + 4 + + ( − 6) = 0 Lập bảng Routh 1 1 0 4 − 6 10 − 0 4 − 6 Điều kiện để hệ thống ổn định 10 − > 0 4 ⟺ 6 0 b. Vẽ quỹ đạo nghiệm số của hệ thống khi = 0 ⟶ +∞ Phương trình đặc trưng của hệ 1 + = 0 ( − 1)( + 2)( + 3) Số cực: = 3( = −3, = −2, = +1) Số zero: = 0 (không có zero) Quỹ đạo nghiệm số có ba nhánh xuất phát từ các cực khi = 0 Góc giữa tiệm cận và trục thực (2 + 1) (2 + 1) = = − 3 − 0 ⟹ = ( = 0), = − ( = −1) và = ( = 1) Giao điểm giữa các tiệm cận và trục thực
- 100 G() s 12.64 1.54 s PID s Câu 3 ( 3 điểm): Khâu hiệu chỉnh cần thiết là khâu trể pha: s (1 T ) GCC( s ) K ( 1) s 1 T Xác định : Hệ số vận tốc trước khi hiệu chỉnh : 10 KV lim sG ( s ) lim s 0.83 s 0 s 0 s( s 3)( s 4) Hệ số vận tốc mong muốn : * 1 1 KV * 50 exl 0.02 KV 0.83 Do đó : * 0.017 KV 50 Chọn zero của khâu trễ pha : Cực của hệ thống trước khi hiệu chỉnh là nghiệm của phương trình : 10 s1,2 1 j 1 G ( s ) 0 1 0 s( s 3)( s 4) s3 5 Cực quyết định của hệ thống trước khi hiệu chỉnh là : s1,2 1 j 1 1 Chọn : Re{}s 1 0.1 TT1 Tính cực của khâu trễ pha : 1 1 1 (0.017)(0.1) 0.0017 TTT s 0.1 G ( s ) K CC s 0.0017 Xác định hệ số khuếch đại : G( s ) G ( s ) 1 C s s* s 0.1 10 KC 1 s 0.0017 s ( s 3)( s 4) s s* * Để đáp ứng quá độ không thay đổi đáng kể : s1,2 s 1,2 1 j
