TS NGUYEN THUONG NGO LY THUYET | THONG THUONG VA HIEN DAI EBOOEBRBM Tun kiem tà Ï : uy Cà) NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT a PGS.TS NGUYÊN THƯƠNG NGÔ Lý thuyết ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THÔNG THƯỜNG VÀ HIỆN ĐẠI Quyển 2 HỆ XUNG SỐ (In lần thứ3 có chính sửa) "am NHÀ XUẤT BẤN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI- 2009 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THÔNG THƯỜNG VÀ HIỆN ĐẠI quyển 2 HE XUNG SO PGS.TS NGUYÊN THƯƠNG NGÔ Chịu trách nhiệm xuất bản: TS. THAM VĂN DIEN Điện tập. NGUYÊN NGỌC KHUẺ Ve bia: ĐĂNG NGỌC QUANG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VA KY THUAT, 70 Trần Hưng Đạo, Hà Nai In 1.000 cuốn, khổ 16 x 24cm, tại Xưởng in NXB Văn hoá Dân tộc Số đăng ký KHXB: 209-2009/CXB/63. Quyết định xuất bản số: 150/2ĐXB-NXBKHKT ngày 35/5/2009 In xong và nộp lưu chiểu Quý lII nam 2009.
LỜI NÓI ĐẦU Điều xhiến tự động số lịch v7 phát triên từ ước công ngưyên, đồng 5ổ nước có phao điều chỉnh của Klesihses ở lỰy Lạp. Hệ điểu chỉnh nhiệt độ đâu tiên đo Cornelis Diehbel ¿1572 - 16331 người Hà la chế. Hệ điều chính muức đầu tiên là của Folzunov người Nga (176), Hệ điều chỉnh tốc độ cược ứng dung trong công nghiệp đầu t:ên Vi can Tame Wate 11769), Thời kỳ trước năm 1H68 là thời kỹ chế tạo những hệ tự động the tặc giác Gặp công trình nghiên cứu lý thuyết bất đấu từ Maxwell, để cảnđến ảnh hướng cua số đổi với chải lượng của hệ,L. Vysnhe gradsku với cong wink toán học về chính Thể chiến lấn thú hai đồi hỏi sự phát triển về lý thuyết và ứng dung để có trừng máy hay lái tư động, những hề điều khiến vị rí của các loại pháo, điều hiển sy dong của các raäa vv.
Những nã m 1950, các phương | p tan học và phân tịch đã phát triểi xà đưa vào ứsg dung nhanh chóng. Õ Mỹ thị» hành hướng nghiền cửu trong miền tần số với các công trình ứng đựng cua Bođe, Nyquist và Black & các trung tan thí nghiệm điện tín. Trong khi ấy. ơ Liên X6 (cũ) chú trọng lĩnh vực lý thuyết điều khiến và ứng đụng trong miễn thồi gian Từ những năm 1980, mấy tính s6 bất đấn được sử đúng rộng rãi, cho phép cđiểu khiển vát độ chính xác cao các đội tượng khác nhau Với sự ra đời của vệ tỉnh, thời đại vñ trụ bất đầu, các hệ điền khiển ngày cảng: phức tạp hơn và đòi hổi chải lượng cao hơn.
Các phương phép của Liapunol, Mimorsky cũng nhữ lý thuyết diễn khiên tối tu hiện đại của L. Pontryagin Lien Xã cũ) của R. Relman (Mỹ) có ý nghĩa a tất lớa. Các nguyên tắc điều khiển thich + ghi, điều khiển bên vững, điều khiển mờ, các "hệ thông minh" v.
ra đời và được Ấp dụng có hiệu quả vào thực tiết Rõ rằng là trong việc phản tích và tổng hợp các hệ diên khiển hiện nay, việc xử dụng đồng thời miền tắn số và mign thời gimm là ấn thiết [21] Việt Nam, từ nhiững năm 1960, Đảng và nhà nước ta đã quan tâm đến việc: div tye cin bd va aghiên cứu khoa học trøng Tinh vực này, Tiện nay, công nghệ tự động là một trong những hướng phát triển công nghệ mũi nhộn của đất nuốc lương thế kỷ 21. Nghị qeyết 37CP củn chính phủ về Chương trình Tự động hóa Quốc gia đã M ding định vai tò quát trọng cứa ng gghệ nà Những cũ p lớn Xà trong điển hiện =ay đều được tư động hóa ở mức độ tướng đối cáo vũ chả yếu do nước ngoài đảm nhiệm, Để 'àm chủ cược các cong nghệ mới này, cán hộ kỹ thuật không nhữi phải có xhả năng sử dung tốt mi nhải có kiến thức cần ;hiết vd cy tâm nghiền cú, ứng đựng để hòa nhà vào trào lưu chung của thể giái. Mang inlermer ngày cảng được sử dụng tối đá cho việc phổ biển những kiến hức mới, cho việc tóc tập, sghiên cits. Tuy nhiều, khong phải bất cử ai, ở đầu có thể sử dụng có hiệu gu nhữ việc lọ: tập.
nghiên cứu những kiến thực mộ cách có hé thống, Công cụ để điều khiển tr động không ngừng đổi mới và hoàn thiện, nhưcg nguyen ly co ban vin khong thay đổi đáng kể. Tuy vậy cho đến này, các tài Tiện về những vấn để nêu trên - điết đó thúc đẩy tác giá biến soán bộ sách Hồ Mộ sách gốm bốn quyến. Quyễn + "Ly thmyếi điền khiển tự đàng - hệ pen unde’ dX xuất bún năm 3001, Quyển 3 "Lý thuyết điển khiêm nự đụng tháng thường vô hiện dại - He phi tusein - He ngẫu uhiền” xuất bản năm 2003, Quyển $ Hệ tối un và thích nghỉ - có tên là "LÝ dườyết điển khiển tự động biện dụ đi tại bản tăm 200) Pay là quyển 2 2/2 Aeig sở" nhắm phục v cho việc sư dụng máy tính để điều khiển c đổi tượng, các qui trina u xuất. Nội dung sách một nuit các đặc điêm của hệ gián doan nói chung cũng nhự hệ xưng số nối rie khí chị ý đến các phương phán khảo sát và tổng hợp hé đã đúng ở hệ liê người đọc đề Gếp thu.
Các phường pháp trong miều tin sổ và miền thời gian đều được để lúp sinh viên văn nấm được những kiến thức toán học gắn “id với kiế: thức thục tế, vừa có khá sáng giải quyết những bà: toán nhức :úp ở hẻ thống êm, Ö mỗi phần đều có buởng dân sư ải g máy tin để mô phòng cũng như nhiều ví đụ, nhiều bài tập có chỉ cần thiết để đi đến đấp án. Gách để cặp nhiều xấn để, nêu nhiều vĩ dụ thực tế, nhiềt: bài tập với đáp y đủ và được dùng làm tài Tiện học tập, tham khao cho sinh viế», nghiên cứu sinh cán bộ khoa học kỹ Hany Xách mới in Lin As chắc khong ánh khỏi thiểu sót, mong bạn lồng gáp # kiến để lầu lái bản sa được hoàn thiền hơn, Tức gia chán thành cảm ơn các bạn đông nghiệp, các cán hệ thuậc Nhà xuất bán Khoa học và Kỹ thuả idip dỡ thiết thực để hoàn thành được tận sách nay Tác giá Chutang 1 KHÁI NIỆM CHUNG 1. LƯỢNG TỪ HOÁ VÀ ĐÁ ĐIỂM luyởng tử hoá là quá trình biển đổi :ín hiệu tiên tục thành tíu hiện gián đoạn. Ö các hệ liêu Lục, tín hiệu chứa đựng thông tiá về: ch hay những tín hiệu nào khát 'à hen tạc theo tới gian (hình 1.
Bên cạnh, nhường pháp :vuyễn và biến đổi liên bạn, côn, có các paưng nhấp giin đoạn. Taưởng sử hoá hay giãn deat hod Hút s6 thể thực hiện theo thời gian, theo muie hoy Bổn hap Tượng tử koa theo shod gian Íà phương yhấp lấy tín hiên tại c thềi điểm nhất định, thường là cách nhau một chủ xỹ T gọi La chu hj lượng tử hoã tay thời gian lly md (nh 1. Tưởng tử beá theo múc ;ã phương phần lay thong tin các mức mà lín biện đạt ĩ được. Thông thường các mức cách nhau một or đại lượng q đình L.
ink it Tượng sử hoá hỗn bợp là phương pháp kết hip bai dang noi tren. O rfc ;hối điểm nhất định, nị" eth at số nhận được là mức gân — ‡ ——~ nhất mà tin đạt | số {mm được thình t tỒ, : ñ ñ Tug thude vin dang - qe 8 T1 5 TỚI lượng tủ hoá ma các hệ tự động gian đoán due Hina 12 phân tháng ba lạạ: kháe nhân: hệ vựng - nếu íL nhất một srong các đại lượng dar trưng chó trang thái sua hệ được lượng tủ hod thea tha gran: hé rele ~ tưởng ung với lượng bử hoá thea mức và kế xứng số tướng ủng vei Lung tH hos vita Lice thai giản, vừa. hen mức Ở mà: bằng ae) pa kết quả thực nghiêm nào đồ ssà ứng, vai c ác thời điểm nhất — định tí kỳ lượng t hod) người la gt những kết quá dã được quy Tron (mEe), có thể xem là mật dạng hượng Ur hoa hin hap. Gì Hệ völe côn là hệ tĩnh nai chung nên sẽ để sập 4 cổ 9 sata, Tateng Lit had theo thố: gián biến đổi > ham liên tue thi nh hàm rồi rạc nh ä hình 1.1 và tụng độ của kảm là tuột chuối xung Quá mình được thực hiện bất bộ điển chế ving như ở Hình LẺ, BO ad chế sung cố chức n ø hiến đổi thông số của xung ở đâu ra cheo thong sé cin higu ở đầu vào.
Ví dụ bộ điều che xung :a0 nến những xung chữ nhạt thì thông số cia xung ở đầu ra là: H_ Biến độ xung: 8 ~ Đô rộng gung „ T- Chủ kỹ xung G hình 1.3a cá u(U là tín biểu liên rục, ở hình 1.3h, các xung chữ nhậ: có độ rộng không déi (B = “7 = const), còn biên đô H tỷ lệ với tung đò của sín hiệt ði rạc ở đâu vào ứng ới phương pháp điều hiên. Ở hình Lỏe - độ ròng wun thay đối theo tung đồ tướng ứng của tín hiện rời rạc ở đầu vào (H = const. B= vay với hệ số lâp đấy + < 1) ta có phường pháp điều rộng. Nếu ở đầu ra của bộ điểu chế xung là những xung có biển đô và dễ rộng không đổi nhưng pha n phu thước tùng độ twang ng ở đầu vào, ta cô phương pháp điểu pha (hình về 1.
Ngoài ra, nếu ở đầu va là một, ge í1 ut) | vua châm xung mà tấn số phụ thuộc vào zin hiểu đu vao, :a có phương phạp điểu tẩm, trong trường hợp nay T= conse, Tình L4 8ø để tổng quả, của hệ xung như ở hình 1.4 gồm có phần tử rạo xung và phần tử liên tục, TIệ xung có thể tuyên linh hay phi tuyến tính (nếu có phẩn tử phi tuyến). Hà xung theo phương pháp điều rộng là phi ruyễn tính. Hệ xung - số là hệ phi n vi lượng tử hoá theo mức là thuật toán phi tuyến tính. Nếu lướng tử hod theo mức với chênh lệch rất bé, có thể xem hệ xung - số là hệ xưng điểu biên.
của hệ xung số như ở hình 1. Máy ưnh số MT thực hiện chức nàng của cơ cấu đặt các đại lượng mong, uốn, so sánh và điều khiển. Tín hiệu điểu khiến gián doạn cỗa mác tính 1 được biến đổi thanh tín hiệu liên tục “hắt olin doan | Phan nt dé điểu Khign đối tượng ĐT qua ba MT DA is chuyển đổi D-A. Trạng thái của đổi triợng được phan ảnh về máy tính qua bộ chuyển đối A-D từ lín hiệu liên tục của đối tượng thành tín hiệu gián đoạn ¢ in may tính Bộ chuyển đổi i đóng vai trò của phản sử xung.
VT DU VE CAC HE GTAN BOA I.