tailieunhanh - Thiết kế hệ thống điều khiển số sử dụng vi điều khiển và máy tính - Chương 4

Thực thi các bộ điều khiển số Các thuật toán điều khiển số ở dạng biến đổi z cần thiết phải đ-ợc chuyển sang dạng ph-ơng trình phù hợp để thực thi với các phần cứng. Một h m truyền của một bộ điều khiển số ở dạng biến đổi z có thể đ-ợc thực thi bằng nhiều ph-ơng pháp khác nhau. Về mặt toán học các ph-ơng pháp n y l t-ơng đ-ơng. | Chương 4 THỰC THI CÁC BỘ ĐIỂU KHIEN số Các thuật toán điều khiển số ở dạng biến đổi z cần thiết phải được chuyển sang dạng phương trình phù hợp để thực thi với các phần cứng. Một hàm truyền của một bộ điều khiển số ở dạng biến đổi z có thể được thực thi bằng nhiều phương pháp khác nhau. Về mặt toán học các phương pháp này là tương đương. Tuy nhiên các phương pháp khác nhau sẽ có các hệ số tính toán khác nhau độ nhạy khác nhau đối với tín hiệu sai lệch và cách lập trình khác nhau. Phần này sẽ trình bày các bước để thực thi các bộ điều khiển số theo sơ đổ song song. Hàm truyền của một bộ điều khiển số có thể được biểu diễn ở dạng tổng của hàm truyền bậc nhất và hàm truyền bậc hai như sau D z a D1 z D2 z Trong đó hàm truyền bậc nhất có dạng như sau D 2 ĩ k EỈ 42 Trong đó RA -U E z 1 Hi 1 Từ phương trình ta có xác định được R z có dạng như sau R z E z -HR z z Trong điều khiển số z 1 chính là phần tử trễ đơn vị hay là trễ sau một chu kỳ lấy mẫu. Do đó từ công thức ta có thể biểu diễn các giá trị R z và E z ở dạng lấy mẫu tại các thời điểm lấy mẫu k khác nhau như sau rk ek - Hrk-1 Trong đó rk là giá trị của r t tại thời điểm lấy mẫu thứ k rk 1 là giá trị của r t tại thời điểm lấy mẫu chậm sau thời điểm lấy mẫu k một chu kỳ. Cuối cùng ek là giá trị của e t tại thời điểm lấy mẫu k . Tín hiệu đầu ra điều khiển uk được tính như sau uk a ek - Hrk-1 Phương trình có thể biểu diễn bằng sơ đổ như trên hình . Sơ đổ này được gọi là sơ đổ thực thi song song. Hình . Thực thi hàm truyền bậc nhất theo sơ đổ song song. Hàm truyền bậc hai có dạng như sau D2 z a a z -2 1 b1z b2 z E z Hay U z a0R z a1z 1R z Trong đó 1 R z h 2 1 E z 1 b1 z b2z Phương trình là đầu ra của hàm truyền bậc hai ở dạng biến đổi z. ở dạng lấy mẫu tại các thời điểm k khác nhau ta có thể viết lại phương trình 20 như sau Uk a0rk airk-1 Trong đó uk là giá trị đầu ra u t của hàm truyền tại thời điểm lấy mẫu thứ k rk là giá trị của r t tại thời điểm lấy mẫu thứ k