LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Kỹ thuật 463 BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG (Ban hành theo quyết định số 474ĐHKTKTCN ngày 21 9 2020 của Hiệu trưởng Trường Đại học Kinh tế- Kỹ thuật Công nghiệp) 1. THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Tên học phần (tiếng Anh): AUTOMATIC CONTROL THEORY Mã học phần: 001088 KhoaBộ môn phụ trách: Điện Điện công nghiệp Giảng viên phụ trách chính: Ths. Trần Quốc Đạt Email: tqdatuneti.edu.vn; GV tham gia giảng dạy: Ths. Nguyễ n Hải Bì nh, Ths. Trần Quốc Đạt, Ths. Hà Huy Giáp, Ths. Phạm Văn Minh, Ths. Roãn Văn Hóa Số tín chỉ: 3(39, 12, 90) Số tiết Lý thuyết: 39 Số tiết THTL: 12 Số tiết Tự học: 90 Tính chất của học phần: Bắt buộc Học phần học trước: Đại số tuyến tính Học phần tiên quyết : Không Các yêu cầu của học phần: - Sinh viên phải có tài liệu học tập hoặc - Một tài liệu tham khảo trong mục 10.2 2. MÔ TẢ HỌC PHẦN Học phần lý thuyết điều khiển tự động trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục và hệ thống điều khiển tuyến tính rời rạc: khái niệm; các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển tự động tuyến tính liên tục và rời rạc; các phương pháp mô tả toán học của hệ thống điều khiển tự động bao gồm: phương trình vi phân (đối với hệ liên tục), phương trình sai phân (đối với hệ rời rạc), hàm truyền đạt và phương trì nh trạng thái, các khâu động học điển hình; phương pháp khảo sát tính ổn định của hệ thống điều khiển tự động (tiêu chuẩn ổn định đại số, tiêu chuẩn ổn định tần số, quỹ 464 đạo nghiệm số); các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển (sai số, độ quá điều chỉnh, đáp ứng quá độ) và áp dụng các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển tự động như phương pháp quỹ đạo nghiệm số, thiết kế bộ PID tương tự, PID số, phương pháp điều khiển hồi tiếp trạng thái sao cho hệ ổn định và đạt được các chỉ tiêu chất l ượng đề ra. 3.MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Áp dụng được kiến thức cơ sở lý thuyết điều khiển tự động như các phương pháp mô hình đối tượng, xét tính ổn định, tính điều khiển được, quan sát được, các chỉ tiêu chất lượng, các phương pháp thiết kế để phân tích các đối tượng tuyến tính liên tục, và đối tượng rời rạc.. Nắm vững các kiến thức về mô phỏng, phân tích mô hình hóa một đối tượng dưới dạng phương trình vi phân, hàm truyền đạt hoặc phương trình trạng thái. Hiểu và vận dụng được các phương pháp thiết kế bộ điều khiển, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, phương pháp biểu đồ Bode, phương pháp gán điểm cực để thiết kế bộ điều khiển PID trong công nghiệp.. Kỹ năng Phân tích một đối tượng dưới dạng phương trình hàm truyền, phương trình trạng th ái; ứng dụng phần mềm Matlab để phân tích, thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiển tự động Năng lực tự chủ và trách nhiệm Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn. Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội . 4. CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã CĐR Mô tả CĐR học phần Sau khi học xong môn học này, người học có thể: CĐR của CTĐT G1 Về kiến thức G1.2.1 Áp dụng được kiến thức cơ sở lý thuyết điều khiển tự động như các phương pháp mô hình đối tượng, xét tính ổn định, tính điều khiển được, quan sát được, các chỉ tiêu chất lượng, các phương pháp thiết kế để phân tích các đối tượng tuyến tính liên tục, và đối tượng rời rạc. 1.2.1 G1.3.1 Nắm vững các kiến thức về mô phỏng, phân tích mô hình hóa một đối tượng dưới dạng phương trình vi phân, hàm truyền đạt hoặc 1.3.1 465 phương trình trạng thái. Hiểu và vận dụ ng được các phương pháp thiết kế bộ điều khiển, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, phương pháp biểu đồ Bode, phương pháp gán điểm cực để thiết kế bộ điều khiển PID trong công nghiệp G2 Về kỹ năng G2.1.1 Phân tích một đối tượng dưới dạng phương trình hà m truyền, phương trình trạng thái; ứng dụng phần mềm Matlab để phân tích, thiết kế và mô ph ỏng hệ thống điều khiển tự động. 2.1.1 G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm G3.1.1 Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp các chương trì nh nhằm nâng cao trình độ chuyên môn. 3.1.1 G3.1.2 Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội. 3.2.1 5. NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo 1 PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các nguyên tắc điều khiển cơ bản 1.3. Phân loại các hệ thống điều khiển tự động. 1.4. Lịch sử phát triển lý thuyết điều khiển tự động 1.5. Một số ví dụ về hệ thống điều khiển 3 1, 2 2 PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC Chương 2: Mô tả toán học hệ thống điều khiển liên tục 2.1. Khái niệm 2.2.Phép biến đổi Laplace 2.3. Hàm truyền đạt 2.4. Phương trình trạng thái 3 1, 2, 3, 5 466 Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo 3 Chương 3 : Đặc tính động học của hệ thống điều khiển 3.1. Khái niệm về đặc tính động học 3.2. Các khâu động học điển hình. 3 1, 2, 3, 5 4 3.3. Đặc tính động học của hệ thống tự động. 3 1, 2, 3, 5 5 Chương 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống điều khiển 4.1. Khái niệm ổn định 4.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số 3 1, 2, 3, 4 6 4.3. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) 4.4. Tiêu chuẩn ổn định tần số 3 1, 2, 3, 4 7 Thảo luận, chữa bài tập: chương 1, 2, 3, 4 (trên lớp) 3 1, 2, 3, 4, 5 7 Thảo luận, chữa bài tập: chương 1, 2, 3, 4 (trực tuyến) 3 1, 2, 3, 4, 5 8 Chương 5: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 5.1. Các tiêu chuẩn chất lượng 5.2. Sai số xác lập 5.3. Đáp ứng quá độ 5.4. Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ 3 1, 3, 4 9 Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 6.1. Khái niệm 6.2. Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ thống. 6.3. Thiết kế hệ thống dùng QĐNS 3 1, 2, 3, 4, 5 10 6.4. Thiết kế bộ điều khiển PID 3 1, 2, 3, 4, 5 11 6.5. Thiết kế hệ thống điều khiển hồi tiếp trạng thái 3 1, 2, 3, 4, 5 467 Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo 12 PHẦN 2 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI RẠC Chương 7 : Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời rạc 7.1. Khái niệm 7.2. Phép biến đổi Z 7.3. Mô tả hệ thống rời rạc bằng hàm truyền đạt - 7.4. Mô tả toán học hệ thống điều khiển số bằng phương trình trạng thái 3 1, 2, 3, 5 13 Chương 8: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc 8.1. Tính ổn định của hệ xung – số 8.2. Tính quá trình quá độ của hệ thống rời rạc 3 1, 2, 3, 5 14 8.3. Thiết kế bộ điều khiển PID số. 8.4. Tính điều khiển được và quan sát được của hệ điề u khiển số 3 1, 2, 3, 5 15 Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trên lớp) 3 1, 2, 3, 4, 5 15 Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trực tuyến) 3 1, 2, 3, 4, 5 6. MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức Độ Tiêu chí đánh giá mức độ đóng góp của nội dung để đạt được CĐR học phần Kiến thức (G1…) Kỹ năng (G2…) Năng lực tự chủ và trách nhiệm (G3…) Mức 1: Thấp Nhớ, Hiểu Bắt chước Tiếp nhận Mức 2: Trung bình Vận dụng, Phân tích Vận Dụng, Chính xác Đáp ứng, Đánh giá Mức 3: Cao Đánh giá, sáng tạo Thành thạo, Bản cứng Tổ chức, đặc trưng hoá (Lưu ý: Khi đánh giá mức độ đóng góp từng “nội dung giảng dạy” tới các tiêu chuẩn (Gx.x.x) sẽ ảnh hưởng tới việc phân bổ thời lượng giảng dạy của từng phần nội dung giảng dạy và mức độ ưu tiên kiểm tra đánh giá nội dung đó). 468 Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1 1 PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động 1.1. Các khái niệm cơ bản 2 1.2. Các nguyên tắc điều khiển cơ bản 2 2 1.3. Phân loại các hệ thống điều khiển tự động 2 2 1.4. Lịch sử phát triển lý thuyết điều khiển tự động 1 1.5. Một số ví dụ về các hệ thống điều khiển 2 2 2 PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC Chương 2: Mô hình toán học hệ thống điều khiển liên tục 2.1. Khái niệm về mô hình toán học 2 2.2. Phép biến đổi Laplace. 2 2 2.3. Hàm truyền đạt 3 2 2 2 2.4. Phương trình trạng thái (PTTT) 3 2 2 2 3 Chương 3 : Đặc tính động học của hệ thống 3.1. Khái niệm về đặc tính động học 2 2 3.2. Các khâu động học điển hình 3 2 2 2 3 3.3. Đặc tính động học của hệ thống tự động 3 3 3 2 2 4 Chương 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ 4.1. Khái niệm ổn định 2 2 4.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số 3 2 3 3 4.3. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) 3 2 3 3 4.4. Tiêu chuẩn ổn định tần số 3 2 2 3 3 5 Chương 5: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 5.1. Các tiêu chuẩn chất lượng 2 2 469 Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1 5.2. Sai số xác lập 3 2 2 5.3.Đáp ứng quá độ 3 2 2 5.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ 2 2 6 Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 6.1. Khái niệm 2 6.2. Ảnh hướng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ thống. 3 2 2 2 2 6.3. Thiết kế hệ thống dùng QĐNS 3 3 3 3 6.4. Thiết kế bộ điều khiển PID 3 3 3 3 6.5. Thiết kế hệ thống điều khiển hồi tiếp trạng thái 3 3 3 3 7 PHẦN HAI : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI RẠC. Chương 7 : Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời rạc 7.1. Khái niệm 2 7.2. Phép biến đổi Z 2 2 7.3. Mô tả hệ thống rời rạc bằng hà m truyền đạt 2 2 2 2 7.4. Mô tả toán học hệ thống điều khiển số bằng phương trình trạng thái 2 2 2 2 8 Chương 8: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc 8.1. Tính ổn định của hệ thống rời rạc 2 2 2 3 8.2. Tính quá trình quá độ của hệ thống rời rạc 2 2 2 2 8.3. Thiết kế bộ điều khiển PID số 3 3 3 3 3 8.4. Tính điều khiển được và quan sát được của hệ điều khiển số 2 2 2 2 470 7. PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN TT Điểm thành phần ( Tỷ lệ ) Quy định (Theo QĐ số 686QĐ- ĐHKTKTCN ngày 10102018 Chuẩn đầu ra học phần G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1 1 Điểm quá trình (40) 1. Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp + Số lần: Tối thiểu 1 lầnsinh viên + Hệ số: 1 x x 2. Kiểm tra định kỳ lần 1 + Hình thức: Trắc nghiệm + Thời điểm: Tuần 6 (sau khi học xong chương 4) + Hệ số: 2 x x x x 3. Kiểm tra định kỳ lần 2 + Hình thức: Trắc nghiệm + Thời điểm: Tuần 11 (sau khi học xong chương 6) + Hệ số: 2 x x x X 4. Kiểm tra định kỳ lần 3 + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Tuần 15 (sau khi kết thúc ch...

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG (Ban hành theo quyết định số 474/ĐHKTKTCN ngày 21/ 9 /2020 của Hiệu trưởng Trường Đại học Kinh tế- Kỹ thuật Công nghiệp) 1 THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Tên học phần (tiếng Anh): AUTOMATIC CONTROL THEORY Mã học phần: 001088 Khoa/Bộ môn phụ trách: Điện/ Điện công nghiệp Giảng viên phụ trách chính: Ths Trần Quốc Đạt Email: tqdat@uneti.edu.vn; GV tham gia giảng dạy: Ths Nguyễn Hải Bình, Ths Trần Quốc Đạt, Ths Hà Huy Giáp, Ths Phạm Văn Minh, Ths Roãn Văn Hóa Số tín chỉ: 3(39, 12, 90) Số tiết Lý thuyết: 39 Số tiết TH/TL: 12 Số tiết Tự học: 90 Bắt buộc Tính chất của học phần: Đại số tuyến tính Học phần học trước: Không Học phần tiên quyết : - Sinh viên phải có tài liệu học tập hoặc Các yêu cầu của học phần: - Một tài liệu tham khảo trong mục 10.2 2 MÔ TẢ HỌC PHẦN Học phần lý thuyết điều khiển tự động trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục và hệ thống điều khiển tuyến tính rời rạc: khái niệm; các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển tự động tuyến tính liên tục và rời rạc; các phương pháp mô tả toán học của hệ thống điều khiển tự động bao gồm: phương trình vi phân (đối với hệ liên tục), phương trình sai phân (đối với hệ rời rạc), hàm truyền đạt và phương trình trạng thái, các khâu động học điển hình; phương pháp khảo sát tính ổn định của hệ thống điều khiển tự động (tiêu chuẩn ổn định đại số, tiêu chuẩn ổn định tần số, quỹ 463 đạo nghiệm số); các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển (sai số, độ quá điều chỉnh, đáp ứng quá độ) và áp dụng các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển tự động như phương pháp quỹ đạo nghiệm số, thiết kế bộ PID tương tự, PID số, phương pháp điều khiển hồi tiếp trạng thái sao cho hệ ổn định và đạt được các chỉ tiêu chất lượng đề ra 3.MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Áp dụng được kiến thức cơ sở lý thuyết điều khiển tự động như các phương pháp mô hình đối tượng, xét tính ổn định, tính điều khiển được, quan sát được, các chỉ tiêu chất lượng, các phương pháp thiết kế để phân tích các đối tượng tuyến tính liên tục, và đối tượng rời rạc Nắm vững các kiến thức về mô phỏng, phân tích mô hình hóa một đối tượng dưới dạng phương trình vi phân, hàm truyền đạt hoặc phương trình trạng thái Hiểu và vận dụng được các phương pháp thiết kế bộ điều khiển, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, phương pháp biểu đồ Bode, phương pháp gán điểm cực để thiết kế bộ điều khiển PID trong công nghiệp Kỹ năng Phân tích một đối tượng dưới dạng phương trình hàm truyền, phương trình trạng thái; ứng dụng phần mềm Matlab để phân tích, thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiển tự động Năng lực tự chủ và trách nhiệm Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội 4 CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã Mô tả CĐR học phần CĐR của CĐR Sau khi học xong môn học này, người học có thể: CTĐT G1 Về kiến thức 1.2.1 Áp dụng được kiến thức cơ sở lý thuyết điều khiển tự động như 1.3.1 các phương pháp mô hình đối tượng, xét tính ổn định, tính điều G1.2.1 khiển được, quan sát được, các chỉ tiêu chất lượng, các phương pháp thiết kế để phân tích các đối tượng tuyến tính liên tục, và đối tượng rời rạc Nắm vững các kiến thức về mô phỏng, phân tích mô hình hóa một G1.3.1 đối tượng dưới dạng phương trình vi phân, hàm truyền đạt hoặc 464 phương trình trạng thái Hiểu và vận dụng được các phương pháp thiết kế bộ điều khiển, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, phương pháp biểu đồ Bode, phương pháp gán điểm cực để thiết kế bộ điều khiển PID trong công nghiệp G2 Về kỹ năng Phân tích một đối tượng dưới dạng phương trình hàm truyền, G2.1.1 phương trình trạng thái; ứng dụng phần mềm Matlab để phân tích, 2.1.1 thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiển tự động G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm G3.1.1 Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học 3.1.1 tiếp các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công G3.1.2 nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an 3.2.1 toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội 5 NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Tuần Nội dung Số Số Tài liệu thứ tiết tiết học tập, LT TH tham khảo PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động 1.1 Các khái niệm cơ bản 1 1.2 Các nguyên tắc điều khiển cơ bản 3 [1], [2] 1.3 Phân loại các hệ thống điều khiển tự động 1.4 Lịch sử phát triển lý thuyết điều khiển tự động 1.5 Một số ví dụ về hệ thống điều khiển PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC Chương 2: Mô tả toán học hệ thống điều khiển liên tục [1], [2], [3], 2 3 2.1 Khái niệm [5] 2.2.Phép biến đổi Laplace 2.3 Hàm truyền đạt 2.4 Phương trình trạng thái 465 Tuần Nội dung Số Số Tài liệu thứ tiết tiết học tập, LT TH tham khảo Chương 3 : Đặc tính động học của hệ thống điều khiển [1], [2], [3], 3 3 3.1 Khái niệm về đặc tính động học [5] 3.2 Các khâu động học điển hình 4 3.3 Đặc tính động học của hệ thống tự động [1], [2], [3], 3 [5] Chương 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống điều khiển [1], [2], [3], 5 3 4.1 Khái niệm ổn định [4] 4.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số 4.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) [1], [2], [3], 6 3 4.4 Tiêu chuẩn ổn định tần số [4] 7 Thảo luận, chữa bài tập: chương 1, 2, 3, 4 (trên lớp) [1], [2], [3], 3 [4], [5] Thảo luận, chữa bài tập: chương 1, 2, 3, 4 (trực [1], [2], [3], 7 3 tuyến) [4], [5] Chương 5: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 5.1 Các tiêu chuẩn chất lượng 8 5.2 Sai số xác lập 3 [1], [3], [4] 5.3 Đáp ứng quá độ 5.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 9 6.1 Khái niệm 3 [1], [2], [3], [4], [5] 6.2 Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của hệ thống 6.3 Thiết kế hệ thống dùng QĐNS 10 6.4 Thiết kế bộ điều khiển PID [1], [2], [3], 3 [4], [5] 11 6.5 Thiết kế hệ thống điều khiển hồi tiếp trạng thái 3 [1], [2], [3], [4], [5] 466 Tuần Nội dung Số Số Tài liệu thứ tiết tiết học tập, LT TH tham khảo PHẦN 2 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI RẠC Chương 7 : Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời rạc 7.1 Khái niệm [1], [2], [3], 12 3 7.2 Phép biến đổi Z [5] 7.3 Mô tả hệ thống rời rạc bằng hàm truyền đạt - 7.4 Mô tả toán học hệ thống điều khiển số bằng phương trình trạng thái Chương 8: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc [1], [2], [3], 13 3 8.1 Tính ổn định của hệ xung – số [5] 8.2 Tính quá trình quá độ của hệ thống rời rạc 8.3 Thiết kế bộ điều khiển PID số [1], [2], [3], 14 8.4 Tính điều khiển được và quan sát được của hệ điều 3 [5] khiển số 15 Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trên lớp) [1], [2], [3], 3 [4], [5] Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trực [1], [2], [3], 15 3 tuyến) [4], [5] 6 MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Tiêu chí đánh giá mức độ đóng góp của nội dung để đạt được CĐR học phần Mức Độ Kiến thức (G1…) Kỹ năng (G2…) Năng lực tự chủ và trách Mức 1: Thấp nhiệm (G3…) Nhớ, Hiểu Bắt chước Tiếp nhận Mức 2: Trung Vận dụng, Phân tích Vận Dụng, Chính xác Đáp ứng, Đánh giá bình Mức 3: Cao Đánh giá, sáng tạo Thành thạo, Bản cứng Tổ chức, đặc trưng hoá (Lưu ý: Khi đánh giá mức độ đóng góp từng “nội dung giảng dạy” tới các tiêu chuẩn (Gx.x.x) sẽ ảnh hưởng tới việc phân bổ thời lượng giảng dạy của từng phần nội dung giảng dạy và mức độ ưu tiên kiểm tra đánh giá nội dung đó) 467 Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần G3.2.1 G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 2 PHẦN MỞ ĐẦU 2 3 Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động 2 3 1.1 Các khái niệm cơ bản 2 3 3 1.2 Các nguyên tắc điều khiển cơ 2 2 2 bản 1 1.3 Phân loại các hệ thống điều 2 2 khiển tự động 1.4 Lịch sử phát triển lý thuyết 1 điều khiển tự động 1.5 Một số ví dụ về các hệ thống 2 2 điều khiển PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC Chương 2: Mô hình toán học hệ thống điều khiển liên tục 2.1 Khái niệm về mô hình toán học 2 2 2.2 Phép biến đổi Laplace 2 2 2.3 Hàm truyền đạt 3 2 2 2.4 Phương trình trạng thái (PTTT) 3 2 2 Chương 3 : Đặc tính động học của hệ thống 3.1 Khái niệm về đặc tính động 2 2 học 3 3.2 Các khâu động học điển hình 3 2 2 2 3.3 Đặc tính động học của hệ 3 3 3 2 thống tự động Chương 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ 4.1 Khái niệm ổn định 2 2 4 4.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số 3 2 3 4.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm 3 2 3 số (QĐNS) 4.4 Tiêu chuẩn ổn định tần số 3 2 2 3 5 Chương 5: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 5.1 Các tiêu chuẩn chất lượng 2 468 Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần G3.2.1 G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 2 2 5.2 Sai số xác lập 3 2 2 5.3.Đáp ứng quá độ 3 2 2 3 5.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp 3 2 3 ứng quá độ 2 2 Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 3 6.1 Khái niệm 2 2 3 6.2 Ảnh hướng của các khâu hiệu 3 2 2 2 2 chỉnh đến chất lượng của hệ thống 6 6.3 Thiết kế hệ thống dùng QĐNS 3 3 3 6.4 Thiết kế bộ điều khiển PID 3 3 3 6.5 Thiết kế hệ thống điều khiển 3 3 3 hồi tiếp trạng thái PHẦN HAI : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI RẠC Chương 7 : Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời rạc 7.1 Khái niệm 2 7.2 Phép biến đổi Z 2 2 7 7.3 Mô tả hệ thống rời rạc bằng 2 2 2 hàm truyền đạt 7.4 Mô tả toán học hệ thống điều khiển số bằng phương trình trạng 2 2 2 thái Chương 8: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc 8.1 Tính ổn định của hệ thống rời 2 2 2 rạc 8 8.2 Tính quá trình quá độ của hệ 2 2 2 thống rời rạc 8.3 Thiết kế bộ điều khiển PID số 3 3 3 3 8.4 Tính điều khiển được và quan 2 2 2 sát được của hệ điều khiển số 469 7 PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Điểm Chuẩn đầu ra học phần G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 thành Quy định TT phần (Theo QĐ số 686/QĐ- ( Tỷ lệ ĐHKTKTCN ngày 10/10/2018 G1.2.1 G3.2.1 %) 1 Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp x x + Số lần: Tối thiểu 1 lần/sinh viên + Hệ số: 1 2 Kiểm tra định kỳ lần 1 + Hình thức: Trắc nghiệm + Thời điểm: Tuần 6 (sau x x x x khi học xong chương 4) + Hệ số: 2 Điểm quá 3 Kiểm tra định kỳ lần 2 1 trình + Hình thức: Trắc nghiệm (40%) + Thời điểm: Tuần 11 x x x X (sau khi học xong chương 6) + Hệ số: 2 4 Kiểm tra định kỳ lần 3 + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Tuần 15 x x x x x (sau khi kết thúc chương 8) + Hệ số: 2 5 Điểm chuyên cần: + Hình thức: Điểm danh x x theo thời gian tham gia 470 học trên lớp + Hệ số: 3 Điểm thi + Hình thức: Trắc nghiệm 2 kết thúc + Thời điểm: Theo lịch x x x x x học phần thi học kỳ (60%) + Tính chất: Bắt buộc Ghi chú: Thang điểm đánh giá là thang điểm 10 Số lần kiểm tra định kỳ bằng số tín chỉ học phần 8 PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ website để tìm tư liệu liên quan đến môn học Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng kết chương, sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan trong giảng dạy Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập lớn, kết quả kiểm tra và các nội dung lý thuyết chính mỗi chương  Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: Hình thức giảng dạy: Trực tiếp; Trực tuyến; Kết hợp trực tiếp và trực tuyến (Tùy theo từng học phần GV áp dụng phương pháp giảng dạy phù hợp) Thuyết trình X Đàm thoại X Thảo luận nhóm □ Phát vấn X Mô phỏng X Tình huống □ Minh họa x Dạy học thực hành □ Thu thập số liệu □ Phân tích, xử lý số □ Trình bày báo cáo □ Tự học □ liệu khoa học Khác □ … □ …… □  Sinh viên chuẩn bị bài từng chương, làm bài tập đầy đủ, trau dồi kỹ năng làm việc nhóm để chuẩn bị bài thảo luận  Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, các ý tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau 9 QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 9.1 Quy định về tham dự lớp học  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ các buổi học Trong trường hợp nghỉ học do lý do bất khả kháng thì phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ và hợp lý  Sinh viên vắng quá 50% buổi học dù có lý do hay không có lý do đều bị coi như không hoàn thành khóa học và phải đăng ký học lại vào học kỳ sau  Tham dự các tiết học lý thuyết  Thực hiện đầy đủ các bài tập được giao trong cuốn tài liệu học tập 471  Tham dự kiểm tra giữa học kỳ  Tham dự thi kết thúc học phần  Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học 9.2 Quy định về hành vi lớp học  Học phần được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm  Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định Sinh viên đi trễ quá 15 phút sau khi giờ học bắt đầu sẽ không được tham dự buổi học  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học  Tuyệt đối không được ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại, máy nghe nhạc trong giờ học 10 TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 10.1 Tài liệu học tập: [1] Ths Nguyễn Hải Bình, Ths Trần Quốc Đạt, Ths Hà Huy Giáp, Ths Phạm Văn Minh, Tài liệu học tập Lý thuyết điều khiển tự động, 2020 10.2 Tài liệu tham khảo: [2] Phạm Công Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006 [3] Huỳnh Thái Hoàng, Nguyễn Thị Phương Hà, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2018 [4] Nguyễn Thương Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động thông thường và hiện đại (Quyển 1 - Hệ tuyến tính ), NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2009 [5] Nguyễn Phùng Quang, Matlab và Simulink, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006 11 HƯỚNG DẪN SINH VIÊN TỰ HỌC TUẦN NỘI DUNG LÝ THỰC NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN 1 HÀNH PHẦN MỞ ĐẦU THUYẾT (TIẾT) + Chuẩn bị TLHT hoặc giáo trình Chương 1: Khái niệm + Nghiên cứu trước: chung về điều khiển tự (TIẾT) +Tài liệu [1]: nội dung từ mục 1.1 động đến 1.5, Chương 1; 1.1 Các khái niệm cơ bản 3 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2]; 1.2 Các nguyên tắc điều + Tra cứu nội dung về khái niệm 472 khiển cơ bản chung về điều khiển tự động 1.3 Phân loại các hệ thống -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo luận điều khiển tự động chương 1 1.4 Lịch sử phát triển lý + Thành lập nhóm sinh viên để thuyết điều khiển tự động làm bài tập thuyết trình 1.5 Một số ví dụ về hệ - Ôn lại nội dung chương 1 đã học - Nghiên cứu trước: thống điều khiển + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 2.1 đến 2.4, Chương 2 2 3 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2]; PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU [3], [5] KHIỂN TỰ ĐỘNG +Tra cứu nội dung về các phương pháp mô tả toán học hệ điều khiển TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC liên tục -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo Chương 2: Mô tả toán học luận chương 2 - Ứng dụng phần mềm Matlab để hệ thống điều khiển liên mô tả toán học hệ điều khiển liên tục tục - Tnh lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình 2.1 Khái niệm - Ôn lại nội dung chương 2 đã học 2.2 Phép biến đổi Laplace - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 2.3 Hàm truyền đạt 3.1 đến 3.2, Chương 3 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2]; 2.4 Phương trình trạng thái [3], [5] 3 Chương 3 : Đặc tính động 3 học của hệ thống điều +Tra cứu nội dung về các khâu khiển động học điển hình của hệ điều 3.1 Khái niệm về đặc tính khiển liên tục động học -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo 3.2 Các khâu động học điển luận chương 3 hình - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình 4 3 - Ôn lại nội dung chương 3 đã học 3.3 Đặc tính động học của ( mục 3.1, 3.2) hệ thống tự động - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung mục 3.3, Chương 3 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2]; [3], [5] +Tra cứu nội dung về đặc tính của 473 các khâu động học điển hình của hệ điều khiển liên tục -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo luận chương 3 - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình 5 3 - Ôn lại nội dung chương 3 đã học - Nghiên cứu trước: Chương 4: Khảo sát tính + Tài liệu [1]: nội dung từ mục ổn định của hệ thống điều 4.1 và 4.2, Chương 4 khiển + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], 4.1 Khái niệm ổn định 4.2 Tiêu chuẩn ổn định đại [3], [4] số + Tra cứu nội dung về tính ổn định của hệ điều khiển liên tục -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo luận chương 4 - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình 6 3 - Ôn lại nội dung chương 4 đã học (mục 4.1 và 4.2) 4.3 Phương pháp quỹ đạo - Nghiên cứu trước: nghiệm số (QĐNS) + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 4.4 Tiêu chuẩn ổn định tần 4.3 và 4.4, Chương 4 số + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], 7 Thảo luận, chữa bài tập: [3], [4] chương 1, 2, 3, 4 (trên lớp) + Tra cứu nội dung về các phương 7 Thảo luận, chữa bài tập: pháp tính ổn định của hệ điều chương 1, 2, 3, 4 (trực khiển liên tục tuyến) -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo luận chương 4 8 Chương 5: Đánh giá chất 3 - Thành lập nhóm sinh viên để lượng hệ thống điều khiển làm bài tập thuyết trình 5.1 Các tiêu chuẩn chất - Ứng dụng phần mềm Matlab để xét ổn định hệ điều khiển liên tục 3 Chuẩn bị bài báo cáo slide của nhóm đã thực hiện để trình bày ( theo yêu cầu của GV) 3 Chuẩn bị bài báo cáo slide của nhóm đã thực hiện để trình bày ( theo yêu cầu của GV) - Ôn lại nội dung chương 4 đã học - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 5.1 và 5.4, Chương 5 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [3], 474 lượng [4] 5.2 Sai số xác lập 5.3 Đáp ứng quá độ + Tra cứu nội dung về các chỉ tiêu 5.4 Các tiêu chuẩn tối ưu chất lượng của hệ thống điều hóa đáp ứng quá độ khiển 9 Chương 6: Thiết kế hệ -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo thống điều khiển tuyến luận chương 5 tính liên tục - Thành lập nhóm sinh viên để 6.1 Khái niệm làm bài tập thuyết trình 6.2 Ảnh hưởng của các khâu - Ôn lại nội dung chương 5 đã học hiệu chỉnh đến chất lượng - Nghiên cứu trước: của hệ thống + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 6.3 Thiết kế hệ thống dùng 6.1 và 6.3, Chương 6 QĐNS + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], 10 [3], [4], [5] 6.4 Thiết kế bộ điều khiển PID + Tra cứu nội dung về các khâu hiệu chỉnh của hệ thống điều 11 khiển -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo 6.5 Thiết kế hệ thống điều luận chương 6 khiển hồi tiếp trạng thái - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình 475 - Ôn lại nội dung chương 6 đã học ( mục 6.1 đến 6.3) - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung mục 6.4, Chương 6 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], [3], [4], [5] + Tra cứu nội dung về các phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID tương tự -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo luận chương 6 - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình - Ứng dụng phần mềm Matlab để thiết kế bộ điều khiển PID tương tự - Ôn lại nội dung chương 6 đã học ( mục 6.4) - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung mục 6.5, Chương 6 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], [3], [4], [5] + Tra cứu nội dung về phương pháp thiết kế hệ thống ĐK hồi 12 PHẦN 2 : HỆ ĐIỀU tiếp trạng thái KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo RẠC luận chương 6 Chương 7 : Mô tả toán học - Thành lập nhóm sinh viên để hệ thống điều khiển rời rạc làm bài tập thuyết trình 7.1 Khái niệm - Ôn lại nội dung chương 6 đã học 7.2 Phép biến đổi Z - Nghiên cứu trước: 7.3 Mô tả hệ thống rời rạc + Tài liệu [1]: nội dung từ mục bằng hàm truyền đạt 7.1 đến 7.4, Chương 7 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], - 7.4 Mô tả toán học hệ thống [3], [5] điều khiển số bằng phương + Tra cứu nội dung về các khái trình trạng thái niệm chung và mô tả toán học hệ điều khiển rời rạc 13 -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo Chương 8: Phân tích và luận chương 7 thiết kế hệ thống điều - Thành lập nhóm sinh viên để khiển rời rạc làm bài tập thuyết trình 8.1 Tính ổn định của hệ - Ứng dụng phần mềm Matlab để xung – số mô tả toán học hệ điều khiển rời 8.2 Tính quá trình quá độ rạc của hệ thống rời rạc - Ôn lại nội dung chương 7 đã học 14 - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 8.3 Thiết kế bộ điều khiển 8.1 đến 8.2, Chương 8 PID số + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], 8.4.Tính điều khiển được và [3], [5] quan sát được của hệ điều + Tra cứu nội dung về tính ổn khiển số định hệ điều khiển rời rạc -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo 476 luận chương 8 - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình - Ôn lại nội dung chương 8 đã học ( mục 8.1 và 8.2) - Nghiên cứu trước: + Tài liệu [1]: nội dung từ mục 8.3 đến 8.4, Chương 8 + Đọc tài liệu tham khảo [1], [2], [3], [5] + Tra cứu nội dung về thiết kế độ điều khiển PID số -Tìm hiểu câu hỏi ôn tập thảo luận chương 8 - Thành lập nhóm sinh viên để làm bài tập thuyết trình - Ứng dụng phần mềm Matlab để thiết kế bộ điều khiển PID số 15 Thảo luận, chữa bài tập: 3 Chuẩn bị bài báo cáo slide của chương 5, 6, 7, 8 (trên lớp) nhóm đã thực hiện để trình bày ( theo yêu cầu của GV) 15 Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trực 3 Chuẩn bị bài báo cáo slide của tuyến) nhóm đã thực hiện để trình bày ( theo yêu cầu của GV) 12 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN  Khoa, bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giảng viên thực hiện  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học đầu tiên của học phần  Giảng viên thực hiện theo đúng đề cương chi tiết đã được duyệt Hà Nội, ngày tháng năm 2020 TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA HIỆU TRƯỞNG 477