de thi DKTD 7 2022 lan 2

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LỚP: CĐ TĐ20AB Mã đề thi số: LTĐKTĐ 01 Ngày thi: …./… /…… Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi) (Sinh viên sử dụng tài liệu tờ giấy A4) Câu 1: (2 điểm) Tìm hàm truyền tương đương sơ đồ khối sau: R(s) +_ G1 G2 +_ ++_ G3 G4 H1 + _ H2 Câu 2: (2 điểm) Cho hàm truyền hở G(s) hệ điều khiển hồi tiếp âm đơn vị: G ( s ) = Tìm K để hệ thống kín ổn định theo tiêu chuẩn ổn định đại số Câu 3: (2 điểm) Tính sai số xác lập cho hệ thống sau: 1-1 K +3 (s +4s)(s+2)(s+8) C(s) Với G( s) = ( s + 1) ( s + ) (s + 5s + 8) H ( s) = s a Đầu vào hàm nấc đơn vị (1 điểm) b Đầu vào hàm r (t ) = 20t (1 điểm) Biết L t  = s3 Câu 4: (3 điểm) Vẽ biểu đồ Bode biên độ theo tiệm cận hàm truyền G(s), xác định giá trị biên độ tần số gãy tần số cắt c 100s (0,02s + 1) (5s + 10) Câu 5: (1 điểm) r(t) +_ Đối tượng K c(t) Cho hệ thống điều khiển góc quay động DC sử dụng điều khiển tỉ lệ Bằng thực nghiệm ta xác định K=40 vị trí góc quay động trạng thái xác lập dao động với chu kỳ T=1,2s Tìm thơng số điều khiển PID tính theo cơng thức Zeigler – Nichols viết hàm truyền điều khiển PID TP HCM, Ngày 01 Tháng 07 Năm 2022 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG GIÁO VIÊN RA ĐỀ Th.S Nguyễn Thủy Đăng Thanh 1-2 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LỚP: CĐ TĐ20AB Mã đề thi số: LTĐKTĐ 01 Ngày thi: / / Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi) (Thang điểm: 10) Câu Nội dung Điểm Tìm hàm truyền tương đương GA = G1.G2 0.5 GB = GA – = G1.G2 – GC = G – G4 0.5 GD = GB GC = (G1.G2 – 1) (G3 – G4) GE = GD +1 = (G1.G2 – 1) (G3 – G4) + 0.5 HA = H – H2 G td = ( G1G − 1)( G3 − G ) + GE = + H A G E + ( H1 − H ) ( ( G1G − 1)( G − G ) + 1) 0.5 Tìm K để hệ ổn định 0.5 Phương trình đặc trưng hệ thống: + G(s) =  1+ K +3 =0 ( s + 4s)( s + 2)( s + 5) (1) (1)  s + 14s3 + 56s + 64s + K + = (2) Lập bảng Routh sau: S4 56 K+3 S3 14 64 1-3 S2 56 − 720 64 = 14 14 K+3 S1 64 − 196 ( K + 3) 720 S0 K+3 Điều kiện để hệ ổn định là: 0.5 196 37191  = 232,1 ( K + 3)    K  64 − 720 60     K +30 K  −3  −  K  232,1 Điều kiện K để hệ ổn định là: −3  K  3791 = 232,1 60 Tìm sai số xác lập Đối với ngõ vào hàm nấc đơn vị: ( s + 1) → s →0 ( s + ) ( s + 5s + 8) s K p = lim G( s).H ( s) = lim s →0 Đối với ngõ vào hàm r (t ) = 20t E ( s) = R( s) + G ( s) H (s) exl = lim s →0 e xl = sR( s ) = lim + G ( s ).H ( s ) s →0 20 s3 ( s + 1) s 1+ ( s + 4) ( s + 5s + ) = lim s →0 s2 + 20 s ( s + 1) ( s + ) ( s + 5s + ) 20 → Vẽ biểu đồ Bode biên độ theo tiệm cận giá trị biên tần số gãy Vẽ biểu đồ Bode biên độ theo tiệm cận 0.25 Hàm truyền 100s 10s = (0, 02s + 1) (5s + 10) (0, 02s + 1) (0,5s + 1) 1-4 1 = 1/0,5 =  lg1 = 0,3 Tần số cắt 0.75 2 = 1/0,02 = 50  lg2 = 1,7 0 =   L A = 20 lg K = 20dB A có tọa độ Độ dốc là: 20dB 0.5 Tại 1 = thay đổi độ dốc lượng +20dB  có độ dốc 0bB Tại 2 = 50 thay đổi độ dốc lượng -40dB  có độ dốc -40bB 0.5 dB dB/dec B A 20 D C - 20 dB/dec -1 - 40 dB/dec 0,3 E 1,7 F Biên độ tần số gãy: Xét ABC: lgωc lgω 0.5 BC = 20  BC = 20 AC = 20.0,3 = 6dB AC  L(1) = L(2) = 20 + = 26dB Tần số cắt C Xét DEF: 0.5 DE = 40  DE = FE/40 = 26/40 = 0,65 FE  lgC = 1,7+0,65 = 2,35  C = 223,87 Thông số điều khiển PID viết hàm truyền PID Theo đề ta có : 0.25 Kgh = 40 Tgh = 1,2s Thông số điều khiển PID tính theo cơng thức Zeigler - Nichols : 1-5 0.5 Kp = 0,6Kgh = 0,6 x 40 = 24 TI = 0,5Tgh = 0,5 x 1,2 = 0,6 (sec) TD = 0,125Tgh = 0,125 x 1,2 = 0,15 (sec) 0.25     1 G(s) = K P 1 + + TD s  = 24 1 + + 0,15s   0, 6s   Ti s  TP HCM, Ngày 01 Tháng 07 Năm 2022 TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN RA ĐỀ Th.S Nguyễn Thủy Đăng Thanh 1-6 ... dB/dec B A 20 D C - 20 dB/dec -1 - 40 dB/dec 0,3 E 1 ,7 F Biên độ tần số gãy: Xét ABC: lgωc lgω 0.5 BC = 20  BC = 20 AC = 20 .0,3 = 6dB AC  L(1) = L(? ?2) = 20 + = 26 dB Tần số cắt C Xét DEF:... 24 TI = 0,5Tgh = 0,5 x 1 ,2 = 0,6 (sec) TD = 0, 125 Tgh = 0, 125 x 1 ,2 = 0,15 (sec) 0 .25     1 G(s) = K P 1 + + TD s  = 24 1 + + 0,15s   0, 6s   Ti s  TP HCM, Ngày 01 Tháng 07 Năm 20 22. .. để hệ ổn định là: 0.5 196 371 91  = 23 2,1 ( K + 3)    K  64 − 72 0 60     K +30 K  −3  −  K  23 2,1 Điều kiện K để hệ ổn định là: −3  K  379 1 = 23 2,1 60 Tìm sai số xác lập Đối