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• • 𝑹(𝒔) 𝒀(𝒔) 𝑹(𝒔) 𝒀(𝒔) 𝐺𝑐(𝑠) Planta 𝑌(𝑠) 𝑅(𝑠)
𝐸(𝑠) 𝑈(𝑠) + − Sensor 𝐻(𝑠)
6.
• 𝑬(𝒔) 𝑹(𝒔) 𝑯(𝒔) •
7.
𝐺𝑃 𝑠 =
𝐾𝑝 𝐺𝑃𝐼 𝑠 = 𝐾𝑝 1 + 1 𝜏𝑖𝑠 𝐺𝑃𝐷 𝑠 = 𝐾𝑝 1 + 𝜏𝑑𝑠 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑠 = 𝐾𝑝 1 + 1 𝜏𝑖𝑠 + 𝜏𝑑𝑠
8.
• 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑠 =
𝐾𝑝 1 + 𝐾𝑖 𝑠 1 + 𝐾𝑑𝑠 𝐾𝑑𝑠 + 1 • 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑠 = 𝐾𝑝 + 𝐾𝑖 𝑠 + 𝐾𝑑𝑠 𝐾𝑑𝑠 + 1
9.
• 𝑬(𝒔) 𝑲𝒑 • 𝑲𝒑
10.
• • •
11.
12.
13.
14.
• 𝑲𝒑 =
𝟐 20 50 • 𝑲𝒑 = 𝟐𝟎 12 5
15.
• • 0 100 • • 𝑲𝒑
= 𝟐𝟎 30 5
16.
• 𝑬(𝒔) • 150 𝑚𝑚 •
17.
• 𝑲𝒅 •
18.
19.
20.
21.
• 𝑲𝒅 𝑲𝒅 = 𝟓𝟎 • 𝑲𝒅
= 𝟎 𝟏. 𝟖 • 𝑲𝒅 = 𝟐𝟎 𝟐 •
22.
• •
23.
• 𝑬(𝒔) • • 𝑲𝒊 •
24.
25.
26.
27.
• • 𝑲𝒊
28.
𝑲𝒑 𝑲𝒊 𝑲𝒅 𝑲𝒅
29.
• • • • • •
30.
• • 𝑲𝒑 • •
31.
• • 𝑲𝒅 • • 𝑲𝒊 •
32.
• •
33.
• • 𝑳 𝝉 𝐶(𝑠) 𝑈(𝑠) = 𝐾𝑒−𝐿𝑠 𝑇𝑠 +
1
34.
• • 𝑢(𝑡) 𝑦(𝑡) = 𝑦0
𝑢(𝑡) = 𝑢0 𝑡0 𝑢0 𝑢∞ 10 20%
35.
T L t ) (t c
36.
• 𝑳 𝝉 𝑳
𝝉 • 𝑳 𝝉
37.
𝑲𝒑 𝝉𝒊 𝝉𝒅 𝑷 𝝉 𝑳 ∞
𝟎 𝑷𝑰 𝟎. 𝟗 𝝉 𝑳 𝑳 𝟎. 𝟑 𝟎 𝑷𝑰𝑫 𝟏. 𝟐 𝝉 𝑳 𝟐𝑳 𝟎. 𝟓𝑳
38.
• 𝑳 𝝉 𝑳
𝝉 • 𝑳 𝝉
39.
• 𝑲𝒑 𝑲𝒄𝒓, 𝝉𝒄𝒓. cr t
40.
• 𝑲𝒑 𝑲𝒑 (𝒖(𝒕)) 𝑲𝒑 = 𝑲𝒄𝒓
𝝉𝒄𝒓 𝒖(𝒕)
41.
𝑲𝒑 𝝉𝒊 𝝉𝒅 𝑷
𝟎. 𝟓𝑲𝒄𝒓 ∞ 𝟎 𝑷𝑰 𝟎. 𝟒𝟓𝑲𝒄𝒓 𝝉𝒄𝒓 𝟏. 𝟐 𝟎 𝑷𝑰𝑫 𝟎. 𝟔𝑲𝒄𝒓 𝟎. 𝟓𝝉𝒄𝒓 𝟎. 𝟏𝟐𝟓𝝉𝒄𝒓
42.
𝑲𝒑 𝟏 + 𝟏 𝝉𝒊𝒔 +
𝝉𝒅𝒔 𝟏 𝒔(𝒔 + 𝟏)(𝒔 + 𝟐) 𝑌(𝑠) 𝑅(𝑠) 𝐸(𝑠) 𝑈(𝑠) + − 𝐻 𝑠 = 1
43.
• • 𝑌(𝑠) 𝑅(𝑠) = 𝐾𝑝 𝑠3 + 3𝑠2
+ 2𝑠 + 𝐾𝑝
44.
• 𝒔 →
𝒋𝝎 𝝎 𝑲 𝑃 𝑠 = 𝑠3 + 3𝑠2 + 2𝑠 + 𝐾𝑝 𝑃 𝑗𝜔 = (𝑗𝜔)3 +3(𝑗𝜔)2 +2(𝑗𝜔) + 𝐾𝑝 𝑃 𝑗𝜔 = −𝑗𝜔3 − 3𝜔2 + 2𝑗𝜔 + 𝐾𝑝 • ℝ𝑒: −3𝜔2 + 𝐾𝑝 = 0 𝕀𝑚: −𝜔3 + 2𝜔 = 0
45.
• −𝜔3 + 2𝜔
= 0 → 𝜔 = 2 • −3𝜔2 + 𝐾𝑝 = 0 −3 2 2 + 𝐾𝑝 = 0 → 𝐾𝑝 = 6
46.
• 𝐾𝑐𝑟 = 6 𝜔𝑐𝑟
= 2 • 𝜏𝑐𝑟 = 2𝜋 𝜔𝑐𝑟 𝜏𝑐𝑟 = 2𝜋 2 = 4.4428
47.
• 𝐾𝑝 = 0.6𝐾𝑐𝑟
= 3.6 𝜏𝑖 = 0.5𝜏𝑐𝑟 = 2.2214 𝜏𝑑 = 0.125𝜏𝑐𝑟 = 0.5554 𝑲𝒑 𝝉𝒊 𝝉𝒅 𝑷 𝟎. 𝟓𝑲𝒄𝒓 ∞ 𝟎 𝑷𝑰 𝟎. 𝟒𝟓𝑲𝒄𝒓 𝝉𝒄𝒓 𝟏. 𝟐 𝟎 𝑷𝑰𝑫 𝟎. 𝟔𝑲𝒄𝒓 𝟎. 𝟓𝝉𝒄𝒓 𝟎. 𝟏𝟐𝟓𝝉𝒄𝒓
48.
• 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑠 =
3.6 1 + 1 2.2214𝑠 + 0.5554𝑠
49.
• • •
50.
• • •
51.
• •
52.
𝑲𝒑 𝑲𝒄 𝑲𝒑 𝟏
+ 𝝉𝒅𝒔 𝑲𝒄𝜶 𝝉𝒔 + 𝟏 𝜶𝝉𝒔 + 𝟏 ; 𝟎 < 𝜶 < 𝟏 𝑲𝒑 𝟏 + 𝟏 𝝉𝒊𝒔 𝑲𝒄𝜷 𝝉𝒔 + 𝟏 𝜷𝝉𝒔 + 𝟏 ; 𝜷 > 𝟏 𝑲𝒑 𝟏 + 𝟏 𝝉𝒊𝒔 + 𝝉𝒅𝒔 𝑲𝒄 𝒔 + 𝟏 𝝉𝟏 𝒔 + 𝜸 𝝉𝟏 ∙ 𝒔 + 𝟏 𝝉𝟐 𝒔 + 𝟏 𝜷𝝉𝟏 ; 𝜷 > 𝟏, 𝜸 > 𝟏
53.
• 𝑢 𝑡 =
𝐾𝑝𝑒(𝑡) • 𝑢 𝑡 = 𝐾𝑝 𝜏𝑖 න 0 𝑡 𝑒 𝜏 𝑑𝜏 • 𝑢 𝑡 = 𝐾𝑝𝜏𝑑 ሶ 𝑒(𝑡) 𝑲𝒑 𝝉𝒊 𝝉𝒅
54.
• 𝑢[𝑘] = 𝐾𝑝𝑒[𝑘] • 𝑢
𝑘 = 𝑢 𝑘 − 1 + 𝐾𝑝 𝜏𝑖 𝑇𝑒[𝑘] • 𝑢[𝑘] = 𝐾𝑝𝜏𝑑 𝑇 [𝑒 𝑘 − 𝑒 𝑘 − 1 ]
55.
ሶ 𝑥[𝑘] ≅ 𝑥 𝑘
− 𝑥 𝑘 − 1 𝑇 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑠 = 𝑈(𝑠) 𝐸(𝑠) = 𝐾𝑝 1 + 1 𝜏𝑖𝑠 + 𝜏𝑑𝑠
56.
𝒖(𝒕) 𝒆(𝒕) 𝑈(𝑠) 𝐸(𝑠) = 𝐾𝑝
1 + 1 𝜏𝑖𝑠 + 𝜏𝑑𝑠 𝑈(𝑠) = 𝐾𝑝 1 + 1 𝜏𝑖𝑠 + 𝜏𝑑𝑠 𝐸(𝑠) 𝑠𝑈(𝑠) = 𝑠 𝐾𝑝 1 + 1 𝜏𝑖𝑠 + 𝜏𝑑𝑠 𝐸(𝑠) 𝑠𝑈(𝑠) = 𝐾𝑝 𝑠 + 1 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑𝑠2 𝐸(𝑠) 𝑠𝑈(𝑠) = 𝐾𝑝 𝑠𝐸(𝑠) + 1 𝜏𝑖 𝐸(𝑠) + 𝜏𝑑𝑠2 𝐸(𝑠) ሶ 𝑢 𝑡 = 𝐾𝑝 ሶ 𝑒 𝑡 + 1 𝜏𝑖 𝑒 𝑡 + 𝜏𝑑 ሷ 𝑒(𝑡)
57.
ሶ 𝑢[𝑘] = 𝐾𝑝
ሶ 𝑒[𝑘] + 1 𝜏𝑖 𝑒 𝑡 + 𝜏𝑑 ሷ 𝑒[𝑘] ሶ 𝑢 𝑘 = 𝐾𝑝 ሶ 𝑒 𝑘 + 1 𝜏𝑖 𝑒[𝑘] + 𝜏𝑑 𝑑 𝑑𝑡 𝑒 𝑘 − 𝑒 𝑘 − 1 𝑇 ሶ 𝑢 𝑘 = 𝐾𝑝 ሶ 𝑒 𝑘 + 1 𝜏𝑖 𝑒 𝑘 + 𝜏𝑑 𝑇 ሶ 𝑒[𝑘] − ሶ 𝑒[𝑘 − 1] ሶ 𝑢 𝑘 = 𝐾𝑝 1 + 𝜏𝑑 𝑇 ሶ 𝑒 𝑘 + 1 𝜏𝑖 𝑒 𝑘 − 𝜏𝑑 𝑇 ሶ 𝑒[𝑘 − 1] 𝑢 𝑘 − 𝑢 𝑘 − 1 𝑇 = 𝐾𝑝 1 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 𝑒 𝑘 − 1 𝑇 + 1 𝜏𝑖 𝑒 𝑘 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 − 𝑒 𝑘 − 2 𝑇 𝑢 𝑘 − 𝑢 𝑘 − 1 𝑇 = 𝐾𝑝 1 𝑇 + 1 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇2 𝑒 𝑘 − 1 𝑇 + 2 𝜏𝑑 𝑇2 𝑒 𝑘 − 1 − 𝜏𝑑 𝑇2 𝑒 𝑘 − 2
58.
𝑢 𝑘 𝑢 𝑘
− 𝑢 𝑘 − 1 = 𝐾𝑝 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 2 𝑢 𝑘 = 𝑢 𝑘 − 1 + 𝐾𝑝 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 2
59.
𝑢 𝑘 =
𝑢 𝑘 − 1 + 𝐾𝑝 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 1 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑒 𝑘 − 2 𝑢(𝑧) = 𝑢 𝑧 𝑧−1 + 𝐾𝑝 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑒(𝑧) − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑒(𝑧)𝑧−1 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑒(𝑧)𝑧−2 1 − 𝑧−1 𝑢 𝑧 = 𝐾𝑝 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑧−1 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑧−2 𝑒(𝑧)
60.
𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑧 = 𝑢
𝑧 𝑒(𝑧) = 𝐾𝑝 1 − 𝑧−1 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑧−1 − 𝜏𝑑 𝑇 𝑧−2 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑧 = 𝑢 𝑧 𝑒(𝑧) = 𝐾𝑝 𝑧2 − 𝑧 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑧2 − 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑧 − 𝜏𝑑 𝑇 𝐺𝑃𝐼𝐷 𝑧 = 𝑢 𝑧 𝑒(𝑧) = 𝐾𝑝 1 + 𝑇 𝜏𝑖 + 𝜏𝑑 𝑇 𝑧2 − 𝐾𝑝 1 + 2 𝜏𝑑 𝑇 𝑧 − 𝐾𝑝𝜏𝑑 𝑇 𝑧2 − 𝑧
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