Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP HCM ÑEÀ THI KIEÅM TRA HOÏC KYØ Khoa Ñieän – Ñieän Töû Moân Cô sôû ñieàu khieån töï ñoäng Boä moân ÑKTÑ Lôùp DD00 Ngaøy thi 12/06/2004 o0o Thôøi gian laøm baøi 90 phuùt (SV ñöôï[.]
Đại học Bách Khoa TP.HCM ĐỀ THI KIỂM TRA HỌC KỲ Khoa Điện – Điện Tử Bộ môn ĐKTĐ -o0o phép xem tài liệu) Môn: Cơ sở điều khiển tự động Lớp: DD00 Ngày thi: 12/06/2004 Thời gian làm bài: 90 phút (SV Bài 1: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối hình 1: R(s) + Hình có cực kép) GC(s) G(s) C(s) (chú ý G(s) Hãy vẽ QĐNS hệ thống , xác định Kgh (1điểm) Nếu muốn sai số tín hiệu vào hàm nấc điều khiển (sớm pha, trể pha, sớm trể pha, P, PI, PD hay PID)? Tại sao? (0.5 điểm) Cho , điều khiển PI Hãy thiết kế cho hệ thống sau hiệu chỉnh có cặp cực phức (1 điểm) Bài 2: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển nhiệt độ có sơ đồ khối hình Biết lò nhiệt có hàm truyền , biểu đồ Bode lò nhiệt cho kèm theo đề thi Dựa vào biểu đồ Bode lò nhiệt vẽ biểu đồ Bode hệ hở, xác định độ dự trữ biên độ dự trữ pha, từ cho nhận xét tính ổn định hệ kín (1 điểm) Hãy thiết kế cho hệ thống sau hiệu chỉnh có độ dự trữ biên 8dB độ dự trữ pha 45 Vẽ biểu đồ Bode hệ thống sau hiệu chỉnh (1.5 điểm) Bài 3: (2.5 điểm) Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền sau: Hãy thành lập phương trình trạng thái mô tả đối tượng (1 điểm) Hãy thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái cho hệ thống kín có cực (1.5 điểm) Bài 4: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển rời rạc có sơ đồ khối hình R(s) Hình + ZOH T=0.1se G(s) C(s) c Tìm điều kiện K để hệ kín ổn định (1.5 điểm) Cho K=5, tính c(k) (k=1, ,5) tín hiệu vào hàm dốc đơn vị , tính sai số xác lập (1 điểm) Hết Họ tên SV: Mã số SV: Bode Diagram 30 Magnitude (dB) 20 10 -10 -20 Phase (deg) -90 -180 -270 -360 -3 10 10 -2 10 Frequency (rad/sec) -1 10 Đáp án Bài 1: Cực: , , Zero: Tiệm cận: OA=2, Điểm tách nhập: 1 Giao điểm với trục ảo: Hệ số khuếch đại giới hạn: PI hay PID muốn hệ kín vô sai hàm nấc hệ hở -2 phải có khâu tích phân lý tưởng Imaginary Axis Root Locus -4 Phương trình đặc trưng sau hiệu chỉnh -6 -10 -8 -6 -4 -2 Real Axis Cặp nghiệm mong muốn là: (*) phải có nghiệm nên: (*) Bài 2: Hàm truyền hở: Biểu đồ Bode biên độ nâng lên đoạn , biểu đồ Bode pha không đổi Theo biểu đồ Bode, ta có rad/sec; rad/sec; dB; ; ; ; Kết luận: Hệ kín không ổn định khâu hiệu chỉnh trể pha (Nếu khâu sớm pha góc pha cần bù , góc pha bù tối đa 90 ) Tần số cắt xác định bởi: Theo đồ thị suy ra: rad/sec Xác định dựa vào điều kiện: Theo đồ thị: dB Suy Tần số gãy Chọn rad/sec Suy Vậy 30 Bode Diagram Magnitude (dB) 20 10 -10 -20 Phase (deg) -90 -180 -270 -360 -3 -2 Bài 3: 10 10 Phương trình trạng thái: 10 Frequency (rad/sec) đó: Phương trình đặc trưng hệ kín: -1 10 (1) Phương trình đặc trưng mong muốn: (2) So sánh (1) (2) suy ra: Bài 4: Phương trình đặc trưng: Đổi biến: , suy Điều kiện để hệ thống ổn định: K=5: ; ; ; Biểu thức sai số: Sai số xác laäp ; ; ;…