Bài giảng "Lý thuyết điều khiển tự động: Chương - Thiết kế bộ điều khiển" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Bộ điều khiển phản hồi trạng thái gán điểm cực; Bộ quan sát trạng thái; Bộ điều khiển phản hồi đầu ra. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây! | . Thiết kế bộ điều khiển Nguyễn Thu Hà _ Lý thuyết điều khiển 19 02 2020 1 tự động Nội dung Bộ điều khiển phản hồi trạng thái gán điểm cực Bộ quan sát trạng thái Bộ điều khiển phản hồi đầu ra Nguyễn Thu Hà _ Lý thuyết điều khiển 19 02 2020 2 tự động . Bộ điều khiển phản hồi trạng thái gán điểm cực Đặt vấn đề Xác định ma trận hàm truyền G s của hệ từ mô hình trạng thái thì các điểm cực của hệ chính là giá trị riêng của ma trận A. Chất lượng hệ thống lại phụ thuộc nhiều vào vị trí của các điểm cực trong mặt phẳng phức. Vì vậy để chất lượng hệ thống điều khiển như mong muốn ta tìm cách can thiệp thiết kế bộ điều khiển sao cho các điểm cực của hệ kín ở vị trí tương ứng với chất lượng điều khiển mong muốn. Nguyễn Thu Hà _ Lý thuyết điều khiển 19 02 2020 3 tự động Các phương pháp thiết kế o Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái Phương pháp trực tiếp. Phương pháp Ackermann. o Thiết kế theo nguyên tắc phản hồi tín hiệu ra Nguyễn Thu Hà _ Lý thuyết điều khiển 19 02 2020 4 tự động Tư tưởng thiết kế của hai phương pháp Giả sử các điểm cực mong muốn là s1 sn Phản hồi trạng thái Phản hồi tín hiệu đầu ra dx dt Ax Bu Ax B w Rx A BR x Bw dx dt Ax Bu Ax B w R y A BRC x Bw Phải giải phương trình để có R Tìm ma trận R thỏa mãn det sI A BR s s1 s s2 s sn det sI A BRC s s1 s s2 s sn Điều kiện Chỉ cần hệ điều khiển được Tính điều khiển được chưa đủ Nguyễn Thu Hà _ Lý thuyết điều khiển 19 02 2020 5 tự động 1. Phương pháp trực tiếp Đơn giản xét hệ một vào một ra dx 1 Ax Bu A R nxn B R n dt Tìm bộ điều khiển R r1 . rn trực tiếp từ phương trình det sI A BR s s1 s s2 s sn 2 Cách làm Khai triển hai vế của phương trình 2 thành các đa thức bậc n. Cân bằng hệ số các đa thức. Giải hệ n phương trình thu được tìm r1 . rn. Nguyễn Thu Hà _ Lý thuyết điều khiển 19 02 2020 6 tự động Ví dụ 1 Cho đối tượng có mô hình trạng thái dx 0 1 0 trong đó x x u y x1 x 1 dt 1 2 1 x2 Hãy xác định bộ điều khiển phản hồi trạng thái R để hệ kín nhận các giá trị cho trước s1 -1 s2 -2 làm điểm cực. Tìm bộ .
