Đồ án Ứng dụng phần mềm MATLAB & SIMULINK để khảo sát các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điều khiển tự động tuyến tính liên tục

Lý thuyết điều khiển tự động là phần chủ yếu của lý thuyết điều khiển. Lý thuyết điều khiển tự động là cơ sở của các ngành kỹ thuật tự động trong lĩnh vực điện tử, điện, động lực, cơ khí, hàng hải, quốc phòng. Những năm 1970 trở về trước, công cụ để nghiên cứu lý thuyết điều khiển tự động còn đơn sơ. Tới năm 1970 đã có một sự phát triển mới, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển vũ trụ, công nghiệp và quốc phòng. Sang thập kỷ 80 khi kỹ thuật vi sử lý và máy tính được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học và trong các ngành kinh tế, kỹ thuật thì hướng nghiên cứu và ứng dụng của lý thuyết điều khiển tụ động lại chuyển qua một cuộc cách mạng mới. Đó là hướng sử dụng có máy tính. Tự động hoá là mục tiêu mà con người đang phấn đấu, đang mơ ước. Bởi tự động đồng nghĩa với giải phóng con người thoát khỏi những công việc nặng nhọc, những nơi làm việc động hại, nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí sản suất,.Vì thế ngày nay lý thuyết về tự động hoá càng phát triển để biến ước mơ tự động hoá thành hiện thực. Thời đại của công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ, cùng với nó là hàng loạt các phần mềm hỗ trợ kèm theo, thì MATLAB & SIMULINK là một phần mềm mà ứng dụng của nó trong điều khiển tự động quả là không nhỏ. MATLAB & SIMULINK là một ngôn ngữ mô phỏng đa năng. Nó tạo môi trường để SIMULINK thực hiện và để liên kết SIMULINK với bên ngoài. Trong lòng MATLAB đã tích hợp sẵn rất nhiều công cụ chuyên dùng để giải các bài toán khác nhau như: nhận dạng các đối tượng động học, điều khiển tối ưu, điều khiển bền vững, điều khiển mờ, xử lý số tín hiệu,. .Mô phỏng các hệ thống điều khiển tự động trong MATLAB cho phép ta sử dụng các mô hình toán học khác nhau của hệ thống hoặc đối tượng cần khảo sát như: dùng hàm truyền đạt, dùng hàm trạng thái, dùng mô hình sơ đồ cấu trúc như trong SIMULINK. MATLAB cho phép ta khảo sát các hệ thống điều khiển tự động trong miền tần số và miền thời gian. Việc thiết kế các bộ điều khiển cũng được tiến hành trong miền thời gian và bằng cả các phương pháp tần số. MATLAB còn cho phép liên kết tối đa môi trường để có thể tổ chức mô phỏng với mô hình bán tự nhiên, mô phỏng trong thời gian thực, và mô phỏng các hệ thống lớn. Một kỹ thuật viên tự động hoá cần phải có khả năng phân tích và thiết kế hệ thống. Do đó, việc tìm hiểu vầ nắm vững kiến thức về cơ sở lý thuyết điều khiển tự động và công cụ phần mềm mô phỏng MATLAB & SIMULINK là hết sức cần thiết. Với đề tài " Ứng dụng phần mềm MATLAB & SIMULINK để khảo sát các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điều khiển tự động tuyến tính liên tục " , nhóm chúng em đã vận dụng được những ưu điểm của phần mềm này trong việc giải quyết các yêu cầu của bài toán điều khiển tự động, Đặc biệt, việc phân tích, đánh giá chất lượng của hệ thống và thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống với mục đích làm cho hệ thống có những đặc tính như mong muốn là mục tiêu cuối cùng của các nhà kỹ thuật. Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu tại trường, chúng em đã tích luỹ được vốn kiến thức để thực hiện đề tài của mình. Cùng với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo NGUYỄN PHƯƠNG THẢO, cũng như sự cổ vũ, động viên, giúp đỡ nhiệt tình của các đồng nghiệp trong và ngoài trường, đến nay chúng em đã hoàn thành đề tài này với nội dung như sau: CH¬ƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Giới thiệu về hệ thống điều khiển tự động bao gồm các khái niệm cơ bản về hệ thống điều khiển tự động và nhiệm vụ của bài toán điều khiển tự động. CHƯ¬ƠNG 2: GIỚI THIỆU VÀ ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM MATLAB & SIMULINK TRONG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Tóm lược lịch sử ra đời, phát triển của phần mềm MATLAB & SIMULINK, cũng như ứng dụng của nó trong việc mô phỏng hệ thống. CH¬ƯƠNG 3: ĐẠI SỐ SƠ ĐỒ KHỐI Dùng các thuật toán để xác định hàm truyền đạt của hệ thống khi biết được hàm truyền đạt của các phần tử thành phần: nối tiếp, song song và phản hồi. CHƯ¬ƠNG 4: KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG trong chương này, ta khảo sát tính ổn định của hệ thống thông qua các tiêu chuẩn đại số( Routh, Hurwitz ), các tiêu chuẩn tần số( Nyquis.). CHƯ¬ƠNG 5: PHÂN TÍCH CHẤT L¬ƯỢNG HỆ THỐNG Đánh giá chất lượng của hệ thống thông qua hai chỉ tiêu chất lượng: chất lượng tĩnh và chất lượng động. CH¬ƯƠNG 6: TỔNG HỢP VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Một số phương pháp tổng hợp và thiết kế bộ điều khiển nhờ Matlab& Simulink.

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC