Điều khiển tự động

Giới thiệu, nội dung môn học

Môn học trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản để phân tích và tổng hợp hệ thống điều khiển kỹ thuật trong miền thời gian và miền tần số bằng công cụ toán học.

Bạn đang xem: Điều khiển tự động

Sinh viên được hướng dẫn xét các hệ thống trong miền liên tục và miền rời rạc, nhưng tập trung chủ yếu là các vấn đề trong miền liên tục. Môn học thuộc lĩnh vực lý thuyết điều khiển, và là những cơ sở cơ bản nhất của lý thuyết hệ thống điều khiển được ứng dụng cho kỹ thuật. Các phương pháp được đề cập đến để phân tích và tổng hợp hệ thống là phương pháp kinh điển và phương pháp không gian trạng thái. Sinh viên được làm quen với phương pháp sử dụng phần mềm Matlab dùng để mô phỏng và tổng hợp hệ thốngPHẦN I. HỆ THỐNG ĐKTĐ TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC Chương 1: Mô tả toán học hệ thống ĐKTĐ liên tục LT61.1. Khái niệm chung1.1.1. Sơ đồ khối hệ thống ĐKTĐ điển hình.1.1.2. Nguyên tắc xây dựng và phân loại hệ thống ĐKTĐ1.2. Các phương pháp mô tả toán học hệ thống ĐKTĐ.1.2.1. Hàm truyền đạt1.2.2. Hệ phương trình trạng thái1.2.3. Mối quan hệ giữa các phương pháp mô tả1.3. Các quy tắc biến đổi sơ đồ khối1.4. Graph tín hiệuChương 2: Đặc tính của các khâu cơ bản và của hệ thống ĐKTĐ liên tục LT32.1. Khái niệm chung2.2. Đặc tính tần số2.3. Đặc tính thời gian2.4. Các khâu động học cơ bản2.4.1. Khâu nguyên hàm2.4.1. Khâu tích phân2.4.2. Khâu vi phân2.4.3. Khâu trễ.Chương 3: Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ liên tục LT63.1. Khái niệm chung3.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số3.2.1. Điều kiện cần3.2.2. Tiêu chuẩn Routh3.2.3. Tiêu chuẩn Hurwitz3.3. Tiêu chuẩn ổn định tần số3.3.1. Tiêu chuẩn Mikhailov3.3.2. Tiêu chuẩn Nyquyst3.4. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số3.5. Phương pháp phân chia miền D3.6. Độ dự trữ ổn địnhChương 4: Khảo sát chất lượng hệ thống ĐKTĐ liên tục LT34.1. Khái niệm chung4.2. Tiêu chuẩn tích phân4.3. Đánh giá chất lượng quá trình quá độ4.4. Đánh giá chất lượng quá trình xác lậpChương 5: Tổng hợp hệ thống ĐKTĐ liên tục LT65.1. Khái niệm chung5.2. Các phương pháp hiệu chỉnh hệ thống5.2.1. Hiệu chỉnh nối tiếp5.2.2. Hiệu chỉnh song song dạng phản hồi phụ5.2.3. Hiệu chỉnh hỗn hợp5.3. Các bộ điều khiển chuẩn5.3.1. Bộ điều khiển P5.3.2.

Xem thêm: Cách Cho Chó Đi Vệ Sinh Đúng Chỗ, 4 Cách Dạy Chó Đi Vệ Sinh Đúng Chỗ Quá Đơn Giản

Bộ điều khiển I5.3.3. Bộ điều khiển PI5.3.4. Bộ điều khiển PD5.3.5. Bộ điều khiển PID5.4. Tổng hợp hệ thống tuyến tính trong không gian trạng thái5.5.1. Tính điều khiển được5.5.2. Tính quan sát đượcPHẦN II. HỆ THỐNG ĐKTĐ TUYẾN TÍNH RỜI RẠC Chương 6: Mô tả toán học hệ thống ĐKTĐ rời rạc LT66.1. Giới thiệu chung6.2. Sơ đồ khối6.3. Mô tả toán học hệ thống rời rạc tuyến tính6.3.1. Biến đổi Z6.3.2. Mô tả toán học bằng phương trình sai phân6.3.3. Mô tả trong không gian trạng thái6.3.4. Quan hệ giữa các phương pháp mô tả6.4. Hàm truyền đạt trong hệ rời rạc6.4.1. Hàm truyền đạt của hệ hở6.4.2. Hàm truyền đạt của hệ kínChương 7: Phân tích và thiết kế hệ thống ĐKTĐ rời rạc LT7/KT27.1. Khái niệm chung7.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số7.2.1. Phương pháp biến đổi song tuyến tính7.2.2. Tiêu chuẩn Jury7.3. Tiêu chuẩn ổn định tần số7.3.1. Tiêu chuẩn nguyên lý góc quay7.3.2. Tiêu chuẩn Nyquyst7.4. Đánh giá chất lượng hệ thống ĐKTĐ rời rạc tuyến tính7.4.1. Chất lượng hệ thống rời rạc ở quá trình quá độ7.4.2. Chất lượng hệ thống rời rạc ở quá trình xác lập7.5. Các phương pháp tổng hợp hệ thống rời rạc kín7.5.1. Tổng hợp hệ thống dựa trên phương trình sai phân7.5.2. Thiết kế hệ thống rời rạc trong không gian trạng thái7.5.3. Tổng hợp bộ điều khiển PID số7.6. Tổng hợp bộ điều khiển có độ ổn định vô hạn

Kết quả cần đạt được

Kiến thức: Phân tích và tổng hợp hệ thống điều khiển kỹ thuật trong miền thời gian và miền tần số bằng công cụ toán họcKỹ năng: Tổng hợp và thiết kế các hệ thống điều khiển trên lý thuyết và mô phỏng bằng phần mềm MatlabThái độ, chuyên cần:Kiến thức: Lý thuyết điều khiển tự động kinh điển Kỹ năng nhận thức: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiểnKỹ năng chuyên môn:1. Khái niệm về hệ thống điều khiển vòng hở và vòng kín2. Xây dựng hàm truyền và phương trình trạng thái mô tả hệ thống điều khiển liên tục và rời rạc;3. Tính hàm truyền tương đương của hệ thống dùng phương pháp đại số sơ đồ khối và sơ đồ dòng tín hiệu;4. Phân tích đặc tính động học của hệ thống điều khiển trong miền thời gian và miền tần số;5. Đánh giá tính ổn định của hệ thống điều khiển;6. Đánh giá chất lượng quá độ và xác lập của hệ thống điều khiển;7. Đánh giá tính điều khiển được và quan sát được của hệ thống điều khiển;8. Thiết kế bộ điều khiển sớm pha, trể pha, sớm trể pha dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số, đặc tính tần số.9. Thiết kế bộ điều khiển PID dùng phương pháp đặc tính tần số, Zeigler-Nichols.10. Thiết kế bộ điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phương pháp phân bố cực.Kỹ năng chuyển đổi1. Sử dụng phần mềm Matlab trong phân tích và thiết kế hệ thống tự động2. Khả năng nghiên cứu về lý thuyết điều khiển tự động

Tài liệu tham khảo

Học liệu bắt buộc: Sách, giáo trình chính: Bài giảng Cơ sở điều khiển tự động – Vũ Anh Đào – Đặng Hoài Bắc - 1/2009Học liệu tham khảo: Lý thuyết Điều khiển tự động, Phạm Công Ngô, NXB KHKT, 2001 Cơ sở Lý thuyết điều khiển tự động, Nguyễn Văn Hoà, NXB KHKT, 2001.Học liệu bổ trợLý thuyết Điều khiển tự động thông thường và hiện đại, Nguyễn Thương Ngô, NXB KHKT, 2005.Automatic Control Systems, Benjamin C. Kuo, Prentice - Hall International Editions, Seventh Edition 1995.Modern Control Engineering, Katsuhiko Ogata, Prentice-Hall, 1990.