Chapter 3 Design of Discrete-Time control systems Frequency Response

Slides:



Advertisements
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
Chapter 3 Data Representation (การแทนข้อมูล)
Advertisements

ครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชา การสอนภาษาอังกฤษเพื่อ วิชาการและงานอาชีพ
ศูนย์เรียนรู้ชุมชนเศรษฐกิจ พอเพียงบ้านซ่อง อ.พนมสารคาม จ.ฉะเชิงเทรา
สาระที่ ๒ การเขียน.
การบริหารจัดการโครงการ และการเบิกจ่ายงบประมาณ
ศึกษาข้อมูลท้องถิ่นบ้านสนาม
ยินดีต้อนรับ คณะกรรมการประเมินคุณภาพการศึกษาภายใน “สำนักส่งเสริมวิชาการและงานทะเบียน” วันอังคารที่ 23 สิงหาคม พ.ศ
Application of Electron Paramagnetic Resonance (EPR)
Lubna Shamshad (Ph.D Student) Supervisor Dr.GulRooh
Q n° R n°.
อาคารสำนักงานเขต พื้นที่การศึกษา (สพป./สพม.)
อ. ปิยวรรณ โถปาสอน
ยินดีต้อนรับ นสต. ภ.๙.
การส่งเสริมจริยธรรมและคุณธรรม เพื่อการป้องกันการทุจริต
พอช.องค์การมหาชนของชุมชนไทย
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๖ โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา
หน่วยที่ 2 การประกันคุณภาพภายในสถานศึกษา
หลักสูตรการศึกษานอกระบบ ระดับการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551
Multiple Input Multiple Output (MIMO)
บทที่ 7 TAS 17 (ปรับปรุง 2558): สัญญาเช่า (Leases)
หลักการสร้างมาตรวัดทางจิตวิทยา
โครงการส่งเสริมการพัฒนาคุณภาพงาน คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
แผนการจัดการเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
แนวการตรวจสอบภายใน การตรวจสอบรถราชการ
ทะเบียนราษฎร.
นายธนวิทย์ โพธิ์พฤกษ์ เลขที่ 8 นายอนุสรณ์ ขำหลง เลขที่ 29
เรื่อง การบริหารการศึกษาตาม พ.ร.บ ระเบียบบริหารราชการกระทรวงศึกษาธิการ
เอกสารประกอบการบรรยายครั้ง ๒ วิชาซื้อขาย - เช่าทรัพย์ - เช่าซื้อ
ระเบียบกระทรวงมหาดไทย
บทที่ 12 การวิเคราะห์สหสัมพันธ์และการถดถอย
DATA STRUCTURES AND ALGORITHMS
ขั้นตอนการจัดตั้งกลุ่มส่งเสริมอาชีพ จังหวัดนครราชสีมา ปี ๒๕๕๘/๕๙
หลักการจัดกิจกรรมนันทนาการ
การประชุมผู้บริหารระดับสูงกระทรวงวัฒนธรรม ครั้งที่ ๔/๒๕๖๐
การเบิกจ่ายเงินเกี่ยวกับค่าใช้จ่าย ในการบริหารงานของส่วนราชการ
การแก้ไขปัญหา สหกรณ์เครดิตยูเนี่ยนคลองจั่น จำกัด
ขั้นตอนของกิจกรรม : ปฏิบัติเป็นประจำ เพื่อให้เกิดการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง
ตอนที่ 2.๒ บทบาทหน้าที่ของเจ้าหน้าที่ส่งเสริมการเกษตรระดับอำเภอ
บทที่ 4 การกระจาย อำนาจด้านการคลัง
งานเงินสมทบและการตรวจสอบ
ยินดีต้อนรับเข้าสู่บทเรียนคอมพิวเตอร์ วัยรุ่นไทยใส่ใจวัฒนธรรม เรื่อง
การพัฒนาระบบบริหารจัดการกำลังคนด้านสุขภาพ “การพัฒนาบุคลากร”
ค่าใช้จ่ายต่างๆ ในโครงการฯ
วันเสาร์ที่ 2 กรกฎาคม 2559 วิทยาลัยเทคโนโลยีอักษรพัทยา
วิชาสังคมศึกษา ม.3 สาระที่ 1 ศาสนา ศีลธรรม จริยธรรม.
มหาวิยาลัยราชภัฏนครราชสีมา
โครงการสนับสนุนสินเชื่อเกษตรกรชาวสวนยาง รายย่อยเพื่อประกอบอาชีพเสริม
ความหมายของหนี้สาธารณะ
การจัดการชั้นเรียน.
การบริหารการเงิน ในสถานศึกษา
องค์ประกอบและผลกระทบของธุรกิจไมซ์
โคลง ร่าย และ โดยครูธาริตา นพสุวรรณ
Matrix 1.Thamonaporn intasuwan no.7 2.Wannisa chawlaw no.13 3.Sunita taoklang no.17 4.Aungkhana mueagjinda no.20.
สมาชิกโต๊ะ 1 นายสุรวินทร์ รีเรียง นายภาณุวิชญ์ อนุศรี
นำเสนอ วัดเกาะชัน ด.ช.ปกรณ์ ร้อยจันทร์ ม.2/7 เลขที่ 19
รศ.ดร.อนันต์ จันทรโอภากร
การเขียนวิจารณ์วรรณกรรม ๒
การยืมเงิน จากแหล่งเงินงบประมาณรายได้
วิชา หลักการตลาด บทที่ 7 การออกแบบกลยุทธ์ราคา
ผังมโนทัศน์สาระการเรียนรู้ภาษาไทย ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๑
สาระสำคัญพ.ร.บ.การทวงถามหนี้ พ.ศ.๒๕๕๘ สาระสำคัญพ.ร.บ.การทวงถามหนี้ พ.ศ.๒๕๕๘.
การบัญชีตามความรับผิดชอบและ การประเมินผลการปฏิบัติงาน
ตำบลหนองพลับ ประวัติความเป็นมา
แบบทดสอบ เรื่อง ความน่าจะเป็น.
การปฏิรูประบบศาลยุติธรรม หลังรัฐประหาร 2557
ธาตุ สารประกอบ และปฏิกิริยาเคมี
ข้อกำหนด/มาตรฐาน ด้านสุขาภิบาลอาหาร
การบริหารหลักสูตร ความหมาย : การดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับการทำหลักสูตร และเอกสารประกอบหลักสูตร ไปสู่การปฏิบัติในสถานการณ์จริงหรือกิจกรรมการเรียนการสอนให้เป็นไปตามเป้าหมายที่กำหนดไว้ในหลักสูตรโดยอาศัยการสนับสนุนและร่วมมือจากบุคคลที่เกี่ยวข้องกับการใช้หลักส
PHYSICS by P’Tum LINE
การพิจารณาสัญชาติของบุคคล
ใบสำเนางานนำเสนอ:

Chapter 3 Design of Discrete-Time control systems Frequency Response

Outline 1 Concept of frequency response 2 Bode diagram

Concept of Frequency Response Sinusoidal frequency response: a. system; b. transfer function; c. input and output waveforms

System with sinusoidal input 𝑅 𝑠 = 𝐴ω 𝑠 2 + ω 2 𝑟 𝑡 =𝐴𝑠𝑖𝑛 ω𝑡 System with sinusoidal input

𝐺 𝑠 = 𝑖=1 𝑀 𝑠+ 𝑧 𝑖 𝑗=1 𝑁 𝑠+ 𝑝 𝑗 𝐶 𝑠 =𝐺 𝑠 𝐴 ω 𝑠 2 + ω 2 𝐺 𝑗ω = 𝑖=1 𝑀 𝑧 𝑖 +𝑗ω 𝑗=1 𝑁 𝑝 𝑗 +𝑗ω =∣𝐺 𝑗ω ∣ e 𝑗φ φ=arctan  ℑ 𝐺 𝑗ω ℜ 𝐺 𝑗ω 

ω𝐴 𝑠 2 + ω 2 𝐺 𝑠 = 𝑎 1 𝑠+𝑗ω + 𝑎 2 𝑠−𝑗ω +... 𝑎 1 = ω𝐴 𝑠−𝑗ω 𝑠=−𝑗ω = −𝐴 2j 𝐺 −𝑗ω 𝑎 2 = ω𝐴 𝑠+𝑗ω 𝑠=𝑗ω = 𝐴 2j 𝐺 𝑗ω

𝐶 𝑠 =− 𝐴 2j 1 𝑠+𝑗ω 𝐺 −𝑗ω + 𝐴 2j 1 𝑠−𝑗ω 𝐺 𝑗ω 𝐺 𝑗ω =∣𝐺 𝑗ω ∣ e 𝑗φ 𝐺 −𝑗ω =∣𝐺 −𝑗ω ∣ e −𝑗φ =∣𝐺 𝑗ω ∣ e −𝑗φ 𝑐 𝑡 = 𝐴 2j ∣𝐺 𝑗ω ∣ − e −𝑗ω𝑡 e −𝑗φ + e 𝑗ω𝑡 e 𝑗φ =𝐴∣𝐺 𝑗ω ∣  e 𝑗 ω𝑡+φ − e −𝑗 ω𝑡+φ 2j 

จากสมการจะเห็นได้ว่าเอาต์พุตของระบบเชิงเส้น 𝑐 𝑡 =𝐴∣𝐺 𝑗ω ∣sin ω𝑡+φ จากสมการจะเห็นได้ว่าเอาต์พุตของระบบเชิงเส้น (Linear system) จะมีขนาด(Gain) และ มุมเฟสที่ เปลี่ยนไปจากอินพุต

Bode Diagram Bode Diagram 1. Gain diagram – Plot between gain (dB) and frequency on semi-log diagram. 2. Phase diagram – Plot between phase (degree or radian) and frequency on semi-log diagram. 𝐺 𝑠 = 𝐾 𝑠 𝑘 𝑖=1 𝑀 𝑠+ 𝑧 𝑖 𝑗=1 𝑁 𝑠+ 𝑝 𝑗

Gain diagram 𝑑𝐵=20log∣𝐺 𝑗ω ∣ ∣𝐺 𝑗ω ∣= 𝐾∣𝑗ω+ 𝑧 1 ∣...∣𝑗ω+ 𝑧 𝑀 ∣ ∣ 𝑗ω 𝑘 ∣∣𝑗ω+ 𝑝 1 ∣...∣𝑗ω+ 𝑝 𝑁 ∣ 𝑑𝐵=20log 𝐾 +20log 𝑧 1 2 + ω 2 +...+20log 𝑧 𝑀 2 + ω 2 −20log ω 𝑘 −20log 𝑝 1 2 + ω 2 −...−20log 𝑝 𝑁 2 + ω 2

Phase diagram ∡𝐺 𝑗ω =∡ 𝑗ω+ 𝑧 1 +...+∡ 𝑗ω+ 𝑧 𝑀 −∡ 𝑗ω+ 𝑝 1 −...−∡ 𝑗ω+ 𝑝 𝑁 φ 1 =∡ 𝑠+ 𝑧 1 =arctan  𝑗ω 𝑧 1  ⋮⋮ φ 𝑀 =∡ 𝑠+ 𝑧 𝑀 =arctan  𝑗ω 𝑧 𝑀 

θ 1 =∡ 𝑠+ 𝑝 1 =arctan  𝑗ω 𝑝 1  ⋮⋮ θ 𝑁 =∡ 𝑠+ 𝑝 1 =arctan  𝑗ω 𝑝 𝑁 

การพล๊อตนั้นจะทำอยู่ในช่วงความถี่() ที่จะทำการศึกษา 𝑑𝐵=20log 𝐾 +20log 𝑧 1 2 + ω 2 +...+20log 𝑧 𝑀 2 + ω 2 −2olog ω 𝑘 −20log 𝑝 1 2 + ω 2 −20log 𝑝 𝑁 2 + ω 2 ∡𝐺 𝑗ω = φ 1 +...+ φ 𝑀 − θ 1 −...− θ 𝑁 การพล๊อตนั้นจะทำอยู่ในช่วงความถี่() ที่จะทำการศึกษา

Frequency response plots for G(s) =1/(s +2) : separate magnitude and phase

Asymptotic Approximation Bode plots of (s + a) : a. magnitude plot b. phase plot.

Asymptotic and actual normalized and scaled magnitude response of (s + a)

Asymptotic and actual normalized and scaled phase response of (s +a)

Normalized and scaled Bode plots for a. G(s) = s; b. G(s) = 1/s;

Normalized and scaled Bode plots for c. G(s) = (s + a); d. G(s) = 1/(s + a)

Example (Nise) Draw the Bode plot for the system shown below 𝐺 𝑠 = 𝐾 𝑠+3 𝑠 𝑠+1 𝑠+2

Bode log- magnitude plot : a. components; b. composite

Bode phase plot a. components; b. composite

Normalized and scaled log-magnitude response for

Scaled phase response for

Normalized and scaled log magnitude response for

Scaled phase response for

Bode magnitude plot for G(s) = (s + 3)/[(s + 2) (s2 + 2s + 25)]: a. components; b. composite

Polar plot

𝐺 𝑗ω = 𝐾 𝑧 1 +𝑗ω ... 𝑗ω 𝑘 𝑝 1 +𝑗ω ...

Introduction to the Nyquist Criterion The NyC relates the stability of a closed-loop system to opened-loop frequency response and open loop pole location Thus knowledge of the opened-loop system's frequency res- ponse yields information about the stability of the closed- loop system.

Closed- loop control system

Contour enclosing right half-plane to determine stability

Nyquist Stability Criterion If a contour A that encircles the entire right half-plane is mapped through G(s)H(s), then the number of closed-loop poles, Z, in the right half-plane equals the number of open- loop poles, P, that are in the right half plane minus the number of counterclockwise revolutions, N, around -1 of the mapping; that is, Z=P-N. The mapping is called the Nyquist diagram, or Nyquist plot of G(s)H(s).

Mapping examples: a. contour does not enclose closed- loop poles; b. contour does poles

Detouring around open-loop poles: a. poles on contour; b. detour right; c. detour left

Gain Margin and Phase Margin Nyquist diagram showing gain and phase margins

Gain and phase margins on the Bode diagrams