Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 25 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI HỌC PHẦN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Cấu trúc đề thi: Mỗi đề có câu hỏi, câu thuộc nhóm 1, câu thuộc nhóm (1 câu lý thuyết câu tập) câu thuộc nhóm I Các câu hỏi thuộc nhóm Câu 1: Trình bày cấu trúc đơn giản cấu trúc mạch hở hệ thống điều khiển (15 điểm) Câu 2: Phương trình vi phân tổng quát hệ liên tục tuyến tính (15 điểm) Câu 3: Khái niệm đặc tính tần số biên pha (15 điểm) Câu 4: Khái niệm đặc tính tần số logarit (15 điểm) Câu 5: Trình bày tiêu chuẩn ổn định Routh (15 điểm) Câu 6: Trình bày tiêu chuẩn ổn định Hurwitz (15 điểm) Câu 7: Khái niệm sai lệch tĩnh hệ thống điều khiển (15 điểm) Câu 8: Trình bày định lý sai lệch tĩnh hệ liên tục tuyến tính (15 điểm) Câu 9: Trình bày thơng số đặc trưng trình độ (15 điểm) Câu 10: Điều kiện tồn độ điều chỉnh q trình q độ, cho ví dụ (15 điểm) Câu 11: Khái niệm điều khiển PID (15 điểm) Câu 12: Hãy nêu chức điều khiển PID (15 điểm) Câu 13: Mơ hình trạng thái tổng quát hệ liên tục tuyến tính (15 điểm) Câu 14: Điều kiện ổn định hệ liên tục tuyến tính miền thời gian (15 điểm) Câu 15: Trình bày tiêu chuẩn ổn định Gerschgorin, cho ví dụ (15 điểm) Câu 16: Khái niệm tính điều khiển hệ thống điều khiển (15 điểm) Câu 17: Khái niệm tính quan sát hệ thống điều khiển (15 điểm) Câu 18: Khái niệm điều khiển gán điểm cực (15 điểm) II Các câu hỏi thuộc nhóm A Lý thuyết Câu 19: Trình bày cấu trúc phản hồi đầu cấu trúc phản hồi trạng thái hệ thống điều khiển (20 điểm) Câu 20: Hàm truyền đạt hệ liên tục tuyến tính cách xác định từ phương trình vi phân (20 điểm) Câu 21: Trình bày phép ghép nối sơ đồ khối (20 điểm) Câu 22: Trình bày phép chuyển đổi nút đại số sơ đồ khối (20 điểm) Câu 23: Khái niệm tính ổn định hệ liên tục tuyến tính miền phức (20 điểm) Câu 24: Điều kiện ổn định hệ liên tục tuyến tính miền phức (20 điểm) Câu 25: Trình bày phương pháp tối ưu độ lớn tổng hợp điều khiển PID (20 điểm) Câu 26: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 27: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc hai theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 28: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc ba theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 29: Trình bày phương pháp tối ưu đối xứng tổng hợp điều khiển PID (20 điểm) Câu 30: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc theo phương pháp tối ưu đối xứng (20 điểm) Câu 31: Xác định hàm truyền đạt từ mơ hình trạng thái (20 điểm) Câu 32: Trình bày tiêu chuẩn Kalman tính điều khiển được, cho ví dụ (20 điểm) Câu 33: Trình bày tiêu chuẩn Kalman tính quan sát được, cho ví dụ (20 điểm) Câu 34: Trình bày phương pháp tổng hợp điều khiển modal (20 điểm) Câu 35: Trình bày phương pháp tổng hợp điều khiển tối ưu dạng toàn phương (20 điểm) B Bài tập Câu 36: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: G2 G1 u _ G3 y _ + G6 G4 G5 Tìm hàm truyền đạt hệ (20 điểm) Câu 37: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: G1 u _ G2 _ G3 _ G6 G5 Tìm hàm truyền đạt hệ (20 điểm) Câu 38: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: G4 y G1 u G3 G2 _ _ + y _ G6 G5 G4 Tìm hàm truyền đạt hệ (20 điểm) Câu 39: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: u G1 G3 G2 _ + G5 G6 y _ G4 Tìm hàm truyền đạt hệ (20 điểm) Câu 40: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: S ( s) = ( + 6s ) ( + 4s ) ( + s ) Thiết kế điều khiển theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 41: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: S(s) = 5/s(s+1)(5s+10)(s+10)4 Thiết kế điều khiển theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 42: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: S ( s) = 5s + ( 10s + 1) ( 15s + ) ( s + 1) Thiết kế điều khiển theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 43: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: S ( s) = − 24 s (3 + s)(10 + s )3 (1 − s ) Thiết kế điều khiển theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) Câu 44: Cho hệ thống điều khiển có hàm truyền đạt: s + 5s + G( s) = 4s + s + Tìm mơ hình trạng thái hệ (20 điểm) Câu 45: Cho hệ thống điều khiển có hàm truyền đạt: G( s) = 4s − 2s + 4s + 6s + Tìm mơ hình trạng thái hệ (20 điểm) Câu 46: Cho hệ ĐKTĐ có hệ phương trình sau: x& = −2 x1 + x2 − u x&2 = x1 − x2 + 10u y = −3 x + x + 2u Xác định tính điều khiển (hoặc tính quan sát được) hệ (20 điểm) III Các câu hỏi thuộc nhóm Câu 47: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: G3 u G1 G2 H2 y H1 Tìm hàm truyền đạt hệ (30 điểm) Câu 48: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: H2 u G2 G1 G3 H1 Tìm hàm truyền đạt hệ (30 điểm) y Câu 49: Cho hệ ĐKTĐ có hàm truyền đạt sau: G(s) = 2s + s − s + s + s + 4s + s + s + 3s + Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) Câu50: Cho hệ ĐKTĐ có hàm truyền đạt sau: G(s) = s + s − 3s + s + 3s + 5s + 8s + 5s + s + Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) Câu 51: Cho hệ ĐKTĐ có mơ hình trạng thái sau: x1 2 − 1 x1 0 2 u1 x = 1 x + 1 1 u 2 2 2 x u y = [ 1] + [1 1] x2 u2 Xác định hàm truyền đạt hệ (30 điểm) Câu 52: Cho hệ ĐK liên tục tuyến tính có sơ đồ khối sau: x1 s u1 x4 2s − 1 x2 s +1 y x3 s+2 u2 Xác định mơ hình trạng thái hệ (30 điểm) Câu 53: Cho hệ ĐKTĐ có phương trình trạng thái sau: x1 − − 0 x1 0 x = − x + 1 u 2 x − x3 1 Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) Câu 54: Cho hệ ĐKTĐ có phương trình trạng thái sau: x1 − x1 1 x = − − x + 0u 2 x − 3 x3 1 Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) Câu 55: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: u x1 x2 s y Xác định tính điều khiển hệ (30 điểm) Câu 56: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: u x1 s x2 y Xác định tính quan sát hệ (30 điểm) Câu 57: Cho đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái sau: x − − x1 x = − 0.5 − 3 x + 2.5 u 2 Tổng hợp điều khiển modal để hệ kín có điểm cực mong muốn s1=-1, s2=-2 vẽ sơ đồ khối hệ (30 điểm) Câu 58: Cho đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái sau: x& − x1 x& = 3 − 30 x + 6 u 2 2 Tổng hợp điều khiển modal để hệ kín có điểm cực mong muốn s1=-3, s2=-2 vẽ sơ đồ khối hệ (30 điểm) Câu 59: Cho hệ ĐK liên tục tuyến tính có sơ đồ khối sau: x1 s u1 x4 2s − 1 x2 s +1 y u2 x3 s+2 Xác định mơ hình trạng thái hệ (30 điểm) Câu 60: Cho hệ ĐKTĐ có hệ phương trình sau: x& = −2 x1 + x2 − x3 − u x& = x + x + 10u x&3 = x1 − x2 + x3 y = −3 x1 + x2 − x3 + 2u Xác định tính điều khiển (hoặc tính quan sát được) hệ (30 điểm) ĐÁP ÁN NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI HỌC PHẦN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I Đáp án câu hỏi thuộc nhóm Câu 1: Trình bày cấu trúc đơn giản cấu trúc mạch hở hệ thống điều khiển (15 điểm) - Vẽ giải thích cấu trúc đơn giản hệ ĐKTĐ (5 điểm) - Cho ví dụ cấu trúc đơn giản (2,5 điểm) - Vẽ giải thích cấu trúc mạch hở hệ ĐKTĐ (5 điểm) - Cho ví dụ cấu trúc mạch hở (2,5 điểm) Câu 2: Phương trình vi phân tổng quát hệ liên tục tuyến tính (15 điểm) - Đưa dạng tổng quát phương trình vi phân miêu tả mối quan hệ vảo – (5 điểm) - Nêu định nghĩa liên quan đến phương trình vi phân (5 điểm) - Nêu phương pháp giải phương trình vi phân (5 điểm) Câu 3: Khái niệm đặc tính tần số biên pha (15 điểm) - Nêu cách biểu diễn hàm đặc tính tần số (5 điểm) - Nêu định nghĩa vẽ hình minh họa đặc tính tần số biên pha (5 điểm) - Nêu ý nghĩa đặc tính tần số biên pha (5 điểm) Câu 4: Khái niệm đặc tính tần số logarit (15 điểm) - Nêu nguyên nhân cần phải xây dựng đặc tính tần số logarit (5 điểm) - Nêu định nghĩa vẽ hình minh họa đặc tính tần số biên độ logarit (5 điểm) - Nêu định nghĩa vẽ hình minh họa đặc tính tần số pha logarit (5 điểm) Câu 5: Trình bày tiêu chuẩn ổn định Routh (15 điểm) - Phát biểu tiêu chuẩn Routh (5 điểm) - Nêu cách lập bảng Routh kết luận tính ổn định (10 điểm) Câu 6: Trình bày tiêu chuẩn ổn định Hurwitz (15 điểm) - Phát biểu tiêu chuẩn Hurwitz (5 điểm) - Nêu cách lập định thức Hurwitz kết luận tính ổn định (10 điểm) Câu 7: Khái niệm sai lệch tĩnh hệ thống điều khiển (15 điểm) - Vẽ sơ đồ hệ thống vòng kín (3 điểm) - Dẫn dắt định nghĩa sai lệch tĩnh hệ (5 điểm) - Xác định công thức ảnh Laplace sai lệch nhận xét (7 điểm) Câu 8: Trình bày định lý sai lệch tĩnh hệ liên tục tuyến tính (15 điểm) - Phát biểu định lý sai lệch tĩnh hệ vô sai cấp hệ vô sai cấp (5 điểm) - Chứng minh định lý hệ vô sai cấp (5 điểm) - Chứng minh định lý hệ vơ sai cấp (5 điểm) Câu 9: Trình bày thơng số đặc trưng q trình độ (15 điểm) - Nêu khái niệm trình độ, trình xác lập vẽ hình minh họa (5 điểm) - Nêu định nghĩa thời gian độ (5 điểm) - Nêu định nghĩa độ điều chỉnh số lần dao động (5 điểm) Câu 10: Điều kiện tồn độ điều chỉnh q trình q độ, cho ví dụ (15 điểm) - Nêu mối quan hệ điểm cực điểm khơng để q trình q độ tồn độ q điều chỉnh (10 điểm) - Cho ví dụ xác định độ điều chỉnh hệ liên tục tuyến tính (5 điểm) Câu 11: Khái niệm điều khiển PID (15 điểm) - Nêu vai trò ứng dụng điều khiển PID hệ thống kỹ thuật (5 điểm) - Vẽ giải thích cấu trúc khác điều khiển PID (5 điểm) - Mơ hình tốn điều khiển PID (5 điểm) Câu 12: Hãy nêu chức điều khiển PID (15 điểm) - Trình bày chức khâu tỉ lệ (4 điểm) - Trình bày chức khâu tích phân (4 điểm) - Trình bày chức khâu vi phân (4 điểm) - Nêu dạng biến thể điều khiển PID (3 điểm) Câu 13: Mơ hình trạng thái tổng qt hệ liên tục tuyến tính (15 điểm) - Đặt vấn đề xây dựng mơ hình trạng thái hệ liên tục tuyến tính (5 điểm) - Viết phương trình trạng thái tổng quát dạng ma trận (5 điểm) - Viết phương trình đầu tổng quát dạng ma trận (5 điểm) Câu 14: Điều kiện ổn định hệ liên tục tuyến tính miền thời gian (15 điểm) - Viết mơ hình trạng thái hệ LTTT (5 điểm) - Đưa công thức xác định ma trận truyền đạt để làm rõ đa thức đặc tính hệ (5 điểm) - Phát biểu điều kiện ổn định theo giá trị riêng ma trận hệ thống (5 điểm) Câu 15: Trình bày tiêu chuẩn ổn định Gerschgorin, cho ví dụ (15 điểm) - Phát biểu tiêu chuẩn ổn định Gerschgorin (5 điểm) - Giải thích tính chiều tiêu chuẩn Gerschgorin (chỉ điều kiện đủ để xét tính ổn định hệ ĐKTĐ) (5 điểm) - Cho ví dụ tiêu chuẩn ổn định Gerschgorin (5 điểm) Câu 16: Khái niệm tính điều khiển hệ thống điều khiển (15 điểm) - Nêu lý cần phải xác định tính điều khiển hệ (5 điểm) - Minh họa tính điều khiển khơng gian trạng thái (5 điểm) - Phát biều định nghĩa tính điều khiển (5 điểm) Câu 17: Khái niệm tính quan sát hệ thống điều khiển (15 điểm) - Nêu lý cần phải xác định tính quan sát hệ (5 điểm) - Phát biều định nghĩa tính quan sát (5 điểm) - Nêu chất tính quan sát (5 điểm) Câu 18: Khái niệm điều khiển gán điểm cực (15 điểm) - Nêu mục đích điều khiển gán điểm cực (5 điểm) - Vẽ phân tích cấu trúc hệ điều khiển gán điểm cực tạo phản hồi trạng thái (5 điểm) - Vẽ phân tích cấu trúc hệ điều khiển gán điểm cực tạo phản hồi đầu (5 điểm) II Đáp án câu hỏi thuộc nhóm A Lý thuyết Câu 19: Trình bày cấu trúc phản hồi đầu cấu trúc phản hồi trạng thái hệ thống điều khiển (20 điểm) - Vẽ giải thích cấu trúc phản hồi đầu hệ ĐKTĐ (5 điểm) - Cho ví dụ cấu trúc phản hồi đầu (5 điểm) - Vẽ giải thích cấu trúc phản hồi trạng thái hệ ĐKTĐ (5 điểm) - Cho ví dụ cấu trúc phản hồi trạng thái (5 điểm) Câu 20: Hàm truyền đạt hệ liên tục tuyến tính cách xác định từ phương trình vi phân (20 điểm) - Định nghĩa hàm truyền đạt hệ liên tục tuyến tính (5 điểm) - Thực biến đổi Laplace phương trình vi phân áp dụng tính chất tuyến tính để biến đổi (5 điểm) - Tính ảnh Laplace đạo hàm áp dụng tính chất ảnh vi phân điều kiện ban đầu (5 điểm) - Đưa công thức nêu ý nghĩa dạng hợp thức hàm truyền đạt (5 điểm) Câu 21: Trình bày phép ghép nối sơ đồ khối (20 điểm) - Vẽ, định nghĩa chứng minh công thức ghép nối nối tiếp (5 điểm) - Vẽ, định nghĩa chứng minh công thức ghép nối song song (5 điểm) - Vẽ, định nghĩa chứng minh công thức ghép nối phản hồi (10 điểm) Câu 22: Trình bày phép chuyển đổi nút đại số sơ đồ khối (20 điểm) - Nêu qui tắc, vẽ hình chứng minh phép chuyển đổi nút nối tín hiệu từ trước sau khối (5 điểm) - Nêu qui tắc, vẽ hình chứng minh phép chuyển đổi nút nối tín hiệu từ sau trước khối (5 điểm) - Nêu qui tắc, vẽ hình chứng minh phép chuyển đổi nút rẽ nhánh từ trước sau khối (5 điểm) - Nêu qui tắc, vẽ hình chứng minh phép chuyển đổi nút rẽ nhánh từ sau trước khối (5 điểm) Câu 23: Khái niệm tính ổn định hệ liên tục tuyến tính miền phức (20 điểm) - Đưa mô hình phương trình vi phân hàm truyền đạt hệ LTTT (5 điểm) - Nêu khái niệm phương trình đặc tính, điểm cực điểm khơng hệ LTTT (5 điểm) - Đưa dạng nghiệm tổng quát phương trình vi phân hệ (5 điểm) - Phát biểu định nghĩa tính ổn định theo dạng thành phần độ (5 điểm) Câu 24: Điều kiện ổn định hệ liên tục tuyến tính miền phức (20 điểm) - Đưa phương trình xác định thành phần độ theo điểm cực (5 điểm) - Tìm điều kiện ổn định nghiệm thực (5 điểm) - Tìm điều kiện ổn định nghiệm phức (5 điểm) - Phát biểu điều kiện ổn định, biên giới ổn định khơng ổn định (5 điểm) Câu 25: Trình bày phương pháp tối ưu độ lớn tổng hợp điều khiển PID (20 điểm) - Vẽ hình xác định hàm truyền đạt hệ điều khiển PID (5 điểm) - Đưa hàm đặc tính tần số hệ với yêu cầu dải tần số thấp, từ nêu chất phương pháp tối ưu độ lớn (10 điểm) - Nêu dạng đối tượng thường áp dụng phương pháp tối ưu độ lớn (5 điểm) Câu 26: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) - Xác định hàm truyền đạt ca h kớn vi đối tng quán tính bậc điều khiển tích phân (5 điểm) - Tính tốn modul hàm đặc tính tần số (5 điểm) - Xét dải tần số thấp để tìm công thức xác định điều khiển (5 điểm) - Tổng quát cho đối tượng quán tính bậc n với số thời gian nhỏ (5 điểm) Câu 27: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc hai theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) - Xác định hàm truyền đạt hệ h vi đối tng quán tính bậc hai v b điều khiển tỉ lệ - tích phân (5 điểm) - Đưa hệ hở giống với hệ hở đối tượng khâu quán tính bậc (5 điểm) - Áp dụng kết phương pháp tối ưu độ lớn đối tượng quán tính bậc để tìm cơng thức xác định điều khiển (5 điểm) - Tổng quát cho đối tượng quán tính bậc n với n-1 số thời gian nhỏ số lớn (5 điểm) Câu 28: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc ba theo phương pháp tối ưu độ lớn (20 điểm) - Xác định hàm truyền đạt hệ hở với ®èi tượng qu¸n tÝnh bËc ba điều khiển tỉ lệ - tích phân - vi phân (5 điểm) - Đưa hệ hở giống với hệ hở đối tượng khâu quán tính bậc (5 điểm) - Áp dụng kết phương pháp tối ưu độ lớn đối tượng quán tính bậc để tìm cơng thức xác định điều khiển (5 điểm) - Tổng quát cho đối tượng quán tính bậc n với n-2 số thời gian nhỏ số lớn (5 điểm) Câu 29: Trình bày phương pháp tối ưu đối xứng tổng hợp điều khiển PID (20 điểm) Vẽ hình xác định hàm truyền đạt hệ điều khiển PID (5 điểm) - Đưa hàm đặc tính tần số hệ với u cầu dải tần số thấp/trung bình/cao, từ nêu chất phương pháp tối ưu đối xứng (10 điểm) - Nêu dạng đối tượng thường áp dụng phương pháp tối ưu độ lớn (5 điểm) Câu 26: Tổng hợp điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc (2) theo phương pháp tối ưu đối xứng (20 điểm) - Xác định hàm truyền t ca h kớn vi đối tng tớch phõn/quán tính bËc nhÊt điều khiển tỷ lệ/tích phân (5 điểm) - Tính tốn modul hàm đặc tính tần số (5 điểm) - Xét dải tần số thấp/trung bình/cao để tìm cơng thức xác định điều khiển (5 điểm) - Tổng quát cho đối tượng quán tính bậc n với số thời gian nhỏ (5 điểm) Câu 31: Xác định hàm truyền đạt từ mơ hình trạng thái (20 điểm) - Đưa mơ hình trạng thái ban đầu hệ SISO (5 điểm) - Biến đổi rút cơng thức tính hàm truyền đạt từ ma trận mơ hình trạng thái (10 điểm) - Đưa công thức tổng quát cho hệ MIMO (5 điểm) Câu 32: Trình bày tiêu chuẩn Kalman tính điều khiển được, cho ví dụ (20 điểm) - Phát biểu đưa công thức tiêu chuẩn Kalman tính điều khiển (10 điểm) - Trình bày ví dụ xác định tính điều khiển hệ theo tiêu chuẩn Kalman (10 điểm) Câu 33: Trình bày tiêu chuẩn Kalman tính quan sát được, cho ví dụ (20 điểm) - Phát biểu đưa công thức tiêu chuẩn Kalman tính quan sát (10 điểm) - Trình bày ví dụ xác định tính quan sát hệ theo tiêu chuẩn Kalman (10 điểm) Câu 34: Trình bày phương pháp tổng hợp điều khiển modal (20 điểm) - Nêu khái niệm điều khiển modal (5 điểm) - Trình bày phương pháp tổng hợp điều khiển phản hồi trạng thái (5 điểm) - Xác định điều khiển modal theo điểm cực mong muốn (10 điểm) Câu 35: Trình bày phương pháp tổng hợp điều khiển tối ưu dạng toàn phương (20 điểm) - Trình bày cấu trúc hệ điều khiển tối ưu phiếm hàm chất lượng dạng toàn phương (5 điểm) - Nêu định lý Sylvester ma trận xác định dương (5 điểm) - Nêu cách chọn ma trận trọng số phù hợp (5 điểm) - Đưa phương trình Riccati cơng thức xác định điều khiển tối ưu (5 điểm) B Bài tập Câu 36: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: Tìm hàm truyền đạt hệ (10 điểm) sau tích chúng (10 điểm) Câu 37: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: Tìm hàm truyền đạt hệ (10 điểm) sau tính mạch phản hồi (10 điểm) Câu 38: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: Tìm hàm truyền đạt hệ (10 điểm) sau tính mạch phản hồi (10 điểm) Câu 39: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: Tìm hàm truyền đạt hệ (10 điểm) sau tích chúng (10 điểm) Câu 40: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: Thiết kế điều khiển phương pháp tối ưu độ lớn PID (20 điểm) Câu 41: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: Thiết kế điều khiển phương pháp tối ưu đối xứng PID (20 điểm) Câu 42: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: Thiết kế điều khiển phương pháp tối ưu độ lớn PID (20 điểm) Câu 43: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: Thiết kế điều khiển phương pháp tối ưu độ lớn PI (20 điểm) Câu 44: Cho hệ thống điều khiển có hàm truyền đạt: Đặt Y(s) =(s2+5s+1) X1(s) (20 điểm) Câu 45: Cho hệ thống điều khiển có hàm truyền đạt: Đặt Y(s) =(4s-2) X1(s) (20 điểm) Câu 46: Cho hệ ĐKTĐ có hệ phương trình sau: Xác định ma trận A, B, C sau tìm định thức ma trận tương ứng điều khiển (hoặc tính quan sát được) hệ (20 điểm) III Đáp án câu hỏi thuộc nhóm Câu 47: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: G3 u G1 H2 G2 H1 Tìm hàm truyền đạt hệ (30 điểm) - Vẽ sơ đồ tín hiệu hệ (5 điểm) - Xác định tính tuyến thẳng (5 điểm) y - Xác định tính vòng lặp (5 điểm) - Xác định tính ∆ (5 điểm) - Xác định tính ∆k (5 điểm) - Áp dụng cơng thức Mason tính hàm truyền đạt hệ (5 điểm) G G + G Đáp số: G ( s ) = + G H + G G H 1 2 Câu 48: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: H2 u G1 G2 G3 H1 Tìm hàm truyền đạt hệ (30 điểm) - Vẽ sơ đồ tín hiệu hệ (5 điểm) - Xác định tính tuyến thẳng (5 điểm) - Xác định tính vòng lặp (5 điểm) - Xác định tính ∆ (5 điểm) - Xác định tính ∆k (5 điểm) - Áp dụng cơng thức Mason tính hàm truyền đạt hệ (5 điểm) G G + G G Đáp số: G ( s ) = + G H + G H + G G H 1 2 Câu 49: Cho hệ ĐKTĐ có hàm truyền đạt sau: G(s) = 2s + s − s + s + s + 4s + s + s + 3s + Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) y - Lập bảng Routh (5 điểm) - Xác định phần tử bảng Routh theo công thức (20 điểm) - Xét cột thứ bảng Routh kết luận tính ổn định hệ (5 điểm) Đáp số: Các phần tử cột thứ là: 1, 2, 1, 1, 3/2, 1/3, Hệ ổn định tất phần tử dương Câu 50: Cho hệ ĐKTĐ có hàm truyền đạt sau: G(s) = s + s − 3s + s + 3s + 5s + 8s + 5s + s + Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) - Lập bảng Routh (5 điểm) - Xác định phần tử bảng Routh theo công thức (20 điểm) - Xét cột thứ bảng Routh kết luận tính ổn định hệ (5 điểm) Đáp số: Các phần tử cột thứ là: 1, 3, 7/3, 17/7, 62/17, 3/62, Hệ ổn định tất phần tử dương Câu 51: Cho hệ ĐKTĐ có mơ hình trạng thái sau: x1 2 − 1 x1 0 2 u1 x = 1 x + 1 1 u 2 2 2 x u y = [ 1] + [1 1] x2 u2 Xác định hàm truyền đạt hệ (30 điểm) - Đưa công thức xác định ma trận truyền đạt từ mơ hình trạng thái (5 điểm) - Tính tốn ma trận nghịch đảo ma trận sI-A (15 điểm) - Thay liệu tính tốn tất hàm truyền đạt ma trận truyền đạt (10 điểm) Đáp số: G1 ( s ) = s2 − s −1 s2 − s +1 G ( s ) = , s − 2s + s − 2s + Câu 52: Cho hệ ĐK liên tục tuyến tính có sơ đồ khối sau: x1 s u1 x4 2s − 1 x2 s +1 y x3 s+2 u2 Xác định mơ hình trạng thái hệ (30 điểm) - Biến đổi viết phương trình trạng thái biến x x2 (7 điểm) - Biến đổi viết phương trình trạng thái biến x x4 (7 điểm) - Viết phương trình trạng thái hệ dạng ma trận (8 điểm) - Viết phương trình đầu hệ dạng ma trận (8 điểm) Đáp số: − x1 1 x1 0 x 1 − 0 x 0 2 = 2 + x 2 − x3 0 x 0.5 0 0.5 x4 0 x1 x u y = [ 1 0] + [ 1] x3 u2 x4 0 0 u1 0 u2 0 Câu 53: Cho hệ ĐKTĐ có phương trình trạng thái sau: x1 − − 0 x1 0 x = − x + 1 u 2 x − x3 1 Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) - Áp dụng tiêu chuẩn Gerschgorin, chưa khẳng định tính ổn định hệ (10 điểm) - Lập phương trình để xác định giá trị riêng ma trận hệ thống (5 điểm) - Biến đổi tính giá trị riêng, kết luận tính ổn định hệ (15 điểm) Đáp số: Các giá trị riêng ma trận hệ thống là: -3, -1.5+j1.32, -1.5j1.32 Hệ ổn định tất giá trị riêng nằm bên trái trục ảo Câu 54: Cho hệ ĐKTĐ có phương trình trạng thái sau: x1 − x1 1 x = − − x + 0u 2 x − 3 x3 1 Xác định tính ổn định hệ (30 điểm) - Áp dụng tiêu chuẩn Gerschgorin, chưa khẳng định tính ổn định hệ (10 điểm) - Lập phương trình để xác định giá trị riêng ma trận hệ thống (5 điểm) - Biến đổi tính giá trị riêng, kết luận tính ổn định hệ (15 điểm) Đáp số: Các giá trị riêng ma trận hệ thống là: 0, -1.59, -4.41 Hệ biên giới ổn định có giá trị riêng nằm trục ảo Câu 55: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: u x1 x2 s y Xác định tính điều khiển hệ (30 điểm) - Xác định phương trình trạng thái hệ để đưa ma trận A, B (12 điểm) - Xác định ma trận theo tiêu chuẩn Kalman tính điều khiển (13 điểm) - Xác định hạng ma trận để kết luận tính điều khiển hệ (5 điểm) Đáp số: det ( B AB) = ≠ , Rank ( B AB) = , hệ có tính điều khiển Câu 56: Cho hệ ĐKTĐ có sơ đồ khối sau: u x1 s x2 y Xác định tính quan sát hệ (30 điểm) - Xác định mơ hình trạng thái hệ để đưa ma trận A, C (12 điểm) - Xác định ma trận theo tiêu chuẩn Kalman tính quan sát (13 điểm) - Xác định hạng ma trận để kết luận tính quan sát hệ (5 điểm) C C Đáp số: det = −8 ≠ , Rank = , hệ có tính quan sát CA CA Câu 57: Cho đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái sau: x − − x1 x = − 0.5 − 3 x + 2.5 u 2 Tổng hợp điều khiển modal để hệ kín có điểm cực mong muốn s1=-1, s2=-2 vẽ sơ đồ khối hệ (30 điểm) - Lập điều khiển modal tính tốn ma trận hệ thống hệ kín (5 điểm) - Xác định phương trình đặc tính hệ kín (10 điểm) - Đồng với phương trình đặc tính mong muốn để xác định hệ số phản hồi trạng thái (10 điểm) - Vẽ sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển modal (5 điểm) Đáp số: k1=0.6, k2=-1.6 Câu 58: Cho đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái sau: x& − x1 x& = 3 − 30 x + 6 u 2 2 Tổng hợp điều khiển modal để hệ kín có điểm cực mong muốn s1=-3, s2=-2 vẽ sơ đồ khối hệ (30 điểm) - Lập điều khiển modal tính tốn ma trận hệ thống hệ kín (5 điểm) - Xác định phương trình đặc tính hệ kín (10 điểm) - Đồng với phương trình đặc tính mong muốn để xác định hệ số phản hồi trạng thái (10 điểm) - Vẽ sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển modal (5 điểm) Câu 59: Cho hệ ĐK liên tục tuyến tính có sơ đồ khối sau: x1 s u1 x4 2s − 1 x2 s +1 u2 x3 s+2 Xác định mơ hình trạng thái hệ (30 điểm) y - Biến đổi viết phương trình trạng thái biến x x2 (7 điểm) - Biến đổi viết phương trình trạng thái biến x x4 (7 điểm) - Viết phương trình trạng thái hệ dạng ma trận (8 điểm) - Viết phương trình đầu hệ dạng ma trận (8 điểm) Câu 60: Cho hệ ĐKTĐ có hệ phương trình sau: x& = −2 x1 + x2 − x3 − u x& = x + x + 10u x&3 = x1 − x2 + x3 y = −3 x1 + x2 − x3 + 2u Xác định tính điều khiển (hoặc tính quan sát được) hệ (30 điểm) - Xác định A, B, C sau tính định thức ma trận tương ứng ... x3 + 2u Xác định tính điều khiển (hoặc tính quan sát được) hệ (30 điểm) ĐÁP ÁN NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI HỌC PHẦN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I Đáp án câu hỏi thuộc nhóm Câu 1: Trình bày cấu trúc... điểm) Câu 41: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: Thi t kế điều khiển phương pháp tối ưu đối xứng PID (20 điểm) Câu 42: Cho đối tượng điều khiển có hàm truyền đạt: Thi t kế điều khiển. .. định tính điều khiển hệ (5 điểm) - Minh họa tính điều khiển không gian trạng thái (5 điểm) - Phát biều định nghĩa tính điều khiển (5 điểm) Câu 17: Khái niệm tính quan sát hệ thống điều khiển (15