Đại học Bách Khoa TP.HCM Khoa Điện – Điện Tử Bộ mơn ĐKTĐ -o0o - ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ Năm học 2010-2011 Mơn: Cơ sở tự động Ngày thi: 17/01/2011 Thời gian làm bài: 120 phút (Sinh viên khơng phép sử dụng tài liệu in photo) R(s) Sinh viên chọn 1A 1B: +− GC(s) C(s) G(s) Hình Bài 1A: (2.5 điểm) Cho hệ thống có sơ đồ khối hình Biết G ( s ) = K s(s + a) GC ( s ) = hệ thống kín có cặp cực phức với hệ số tắt ξ = / tần số dao động tự nhiên ωn = (rad/sec) Xác định hàm truyền G(s) Tính độ vọt lố thời gian q độ theo tiêu chuẩn 5% hệ thống trước hiệu chỉnh Thiết kế GC (s ) cho hệ kín hiệu chỉnh có đáp ứng q độ thay đổi khơng đáng kể, đồng thời sai số xác lập tín hiệu vào hàm dốc 0.01 Bài 1B: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối hình Cho biểu đồ Bode đối tượng kèm theo đề thi Xác định hàm truyền G(s) Tính sai số xác lập tín hiệu vào hàm nấc đơn vị trước hiệu chỉnh Dựa vào biểu đồ Bode, thiết kế khâu hiệu chỉnh GC ( s ) cho hệ kín ổn định có độ dự trữ pha ΦM * ≥ 60 , sai số xác lập tín hiệu vào hàm nấc đơn vị 0.02 Bài 2: (3.0 điểm) Cho hệ thống có sơ đồ khối hình Hình Thành lập phương trình trạng thái hệ hở Cho k = Thiết kế luật điều khiển u (t ) = k r (t ) − k1 x1 (t ) − k x2 (t ) cho đáp ứng ngõ hệ kín có POT = 4.32% tqđ = 1(giây) (tiêu chuẩn 5%) Viết hàm truyền hệ kín với k1, k2 tìm Tìm k cho y xl = lim y(t ) = tín t →+∞ hiệu vào hàm nấc đơn vị Bài 3: (3.0 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối hình r(k) Hình +− T GC(z) ZOH G(s) y(k) K T z +1 , GC ( z ) = K P + I , T = 0.2 sec 2s + z −1 Cho K P = , vẽ QĐNS hệ thống K I = → +∞ Cho K P = , K I = tín hiệu vào hàm nấc đơn vị Tính đáp ứng hệ thống y(k) với k = → Tính độ vọt lố sai số xác lập Tính K P K I cho hệ thống kín sau hiệu chỉnh có cặp cực phức với ξ = 0.707 ωn = G (s) = Bài 4: (1.5 điểm) Cho đối tượng rời rạc mơ tả phương trình trạng thái ⎧ x(k + 1) = Ad x(k ) + Bd u (k ) ⎨ ⎩ y (k ) = Cd x(k ) ⎡ 0.90 0.16⎤ ⎡0.18⎤ với Ad = ⎢ , B = d ⎢0.12⎥ , C d = [2 0] ⎥ ⎣− 0.50 0.23⎦ ⎣ ⎦ Để ước lượng trạng thái hệ thống, người ta sử dụng quan sát: ⎧ xˆ (k + 1) = Ad xˆ (k ) + Bd u (k ) + L[ y (k ) − yˆ (k )] ⎨ ⎩ yˆ (k ) = Cd xˆ (k ) Hãy vẽ sơ đồ khối hệ thống quan sát trạng thái nêu T Hãy tính độ lợi quan sát trạng thái L = [l1 l2 ] cho quan sát có hai cực 0.01 0.05 (Hết) CNBM Họ tên SV:……………………….………… Mã số SV: …………………….……………… Bode Diagram 40 20 16.9 -20dB/dec Magnitude (dB) -20 -60dB/dec -40 -60 -80 -45 Phase (deg) -90 -135 -180 -225 -270 -2 10 -1 10 10 Frequency (rad/sec) 10 10 ... 0. 01 0.05 (Heát) CNBM Họ tên SV:……………………….………… Mã số SV: …………………….……………… Bode Diagram 40 20 16 .9 -2 0dB/dec Magnitude (dB) -2 0 -6 0dB/dec -4 0 -6 0 -8 0 -4 5 Phase (deg) -9 0 -1 35 -1 80 -2 25 -2 70 -2 10 ... Magnitude (dB) -2 0 -6 0dB/dec -4 0 -6 0 -8 0 -4 5 Phase (deg) -9 0 -1 35 -1 80 -2 25 -2 70 -2 10 -1 10 10 Frequency (rad/sec) 10 10 ... G (s) = Bài 4: (1. 5 điểm) Cho đối tượng rời rạc mô tả phương trình trạng thái ⎧ x(k + 1) = Ad x(k ) + Bd u (k ) ⎨ ⎩ y (k ) = Cd x(k ) ⎡ 0.90 0 .16 ⎤ ⎡0 .18 ⎤ với Ad = ⎢ , B = d ⎢0 .12 ⎥ , C d = [2 0]