tài liệu uy tín được biên soạn bởi giảng viên đại học Bách Khoa TPHCM, thuận lợi cho qua trình tự học, nghiên cứu bộ tự động hóa, điện tử, cơ điện tử, cơ khí chế tạo máy, lập trình nhúng, Tài liệu được kiểm duyệt bởi giảng viên, phòng đào tạo trường đại học bách khoa, lưu hành nội bộ
ĐH BÁCH KHOA-ĐHQG TP.HCM Khoa : Điện – Điện Tử Bộ môn : Điều Khiển Tự Động Đề cương Môn học Đại học TỰ ĐỘNG HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU AUTOMATION AND OPTIMAL CONTROL Mã số MH : 409701 - Số tín : - Số tiết - Tổng: - Đánh giá : Thang điểm 10/10 - Môn tiên : - Môn học trước : - Môn song hành : - CTĐT ngành : (1,5.0,5.2) TCHP: 30 LT: 25 BT: 05 TH: ĐA: Kiểm tra: 20% Thi cuối kỳ: 80% Thi Viết - 90' Tự Động Hóa Điều Khiển Điện Tử - Viễn Thơng Hệ Thống Năng Lượng Cơ Điện tử - Trình độ : Năm 2-3 (khối kiến thức-KT) Thuộc khối KT: Cơ sở ngành rộng - Ghi khác : BTL/TL: MS: MS: MS: Mục tiêu môn học: Môn học trang bị cho sinh viên phương pháp kinh điển để phân tích thiết kế hệ thống điều khiển hồi tiếp Aims: The course provides students with classical methods for analysis and design of feedback control systems Nội dung tóm tắt mơn học: Nội dung mơn học đề cập đến hệ thống điều khiển hồi tiếp; mơ hình tốn học hệ thống tuyến tính liên tục rời rạc; số chất lượng miền thời gian miền tần số; tính ổn định độ ổn định; khâu hiệu chỉnh sớm trể pha điều khiển PID; phương pháp phân tích thiết kế hệ tuyến tính: quỹ đạo nghiệm số, tiêu chuẩn Nyquist, phương pháp miền tần số phương pháp không gian trạng thái Course outline: The course deals with introduction to feedback control systems, mathematical modelling of continuous and discrete time system; time-domain and frequency-domain performance measures; stability and degree of stability; lead-lag compensators and PID controllers; linear control system analysis and design methods: root locus method, Nyquist criterion, frequency-domain method, and state space method Tài liệu học tập: [1] [2] [3] [4] Lý thuyết điều khiển tự động, Nguyễn Thị Phương Hà Huỳnh Thái Hoàng, NXB ĐHQG TPHCM, 2002 Automatic Control Systems, Benjamin C Kuo, Prentice-Hall International Editions, Seventh Edition 1995 Modern Control System Theory and Design, Stanley M Shinners, John-Wiley and Sons 1992 Bài tập điều khiển tự động Nguyễn thị phương Hà NXB ĐHQG TP.HCM , 1996 Các hiểu biết,các kỹ cần đạt sau học môn học Kiến thức: Lý thuyết điều khiển tự động kinh điển Kỹ nhận thức: Phân tích thiết kế hệ thống điều khiển Kỹ chuyên môn: Khái niệm hệ thống điều khiển vòng hở vòng kín Xây dựng hàm truyền phương trình trạng thái mơ tả hệ thống điều khiển liên tục rời rạc; Tính hàm truyền tương đương hệ thống dùng phương pháp đại số sơ đồ khối sơ đồ dòng tín hiệu; Phân tích đặc tính động học hệ thống điều khiển miền thời gian miền tần số; Đánh giá tính ổn định hệ thống điều khiển; Đánh giá chất lượng độ xác lập hệ thống điều khiển; Đánh giá tính điều khiển quan sát hệ thống điều khiển; Thiết kế điều khiển sớm pha, trể pha, sớm trể pha dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số, đặc tính tần số Thiết kế điều khiển PID dùng phương pháp đặc tính tần số, Zeigler-Nichols 10 Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái dùng phương pháp phân bố cực Kỹ chuyển đổi Sử dụng phần mềm Matlab phân tích thiết kế hệ thống tự động Khả nghiên cứu lý thuyết điều khiển tự động Learning outcomes: On sucessful completion of this course students should have the following knowledge and skills: Knowledge: Classical automatic control theory Cognitive Skills: Analysis and design of automatic control systems Subject Specific Skills: Concept about open-loop and closed-loop control systems; Ability to establish transfer function and state space model of continuous and discrete control system; Ability to calculate the equivalent transfer function of control systems using block diagram and signal flow graph; Ability to analyse the dynamics of control systems in time domain and frequency domain; Ability to analyse the stablility of control systems Ability to analyse the transient and steady-state performances of control systems; Ability to determine the controllability and observerbility of control systems; Ability to design lag-lead compensator using root locus and frequency response; Ability to design PID controller using frequency response, Zeigler-Nichols method; 10 Ability to design state feedback controller using pole placement method; Transferable Skills: Using Matlab in analysis and design of automatic control systems Ability to conduct research in control domain Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học: Cách học: - Đọc trước giảng tài liệu tham khảo liên quan trước buổi học - Tham dự giảng, vận dụng lý thuyết giải tập - Sử dụng phần mềm Matlab mô phỏng, kiểm chứng lý thuyết Cách đánh giá: - Kiểm tra (20%), đó: o Bài tập: 20% (bài tập lớp + tập nhà) - Thi cuối kỳ: 80% (thi viết) Learning Strategies & Assessment Scheme: Learning strategies: - Read lecture notes and reference books before each class - Participate lecture hours, apply theory to solve exercises and homeworks - Use Matlab in simulation, analysis and design classical control systems Assessment scheme: - Test (20%) o Exercises and homeworks (20%) - Final exam: 80% (writing) Dự kiến danh sách Cán tham gia giảng dạy: • PGS.TS Huỳnh Thái Hoàng - K.Đ-ĐT Nội dung chi tiết: Tuần Nội dung Chương 1: Giới thiệu hệ thống điều khiển tự động 1.1 Khái niệm điều khiển 1.2 Các nguyên tắc điều khiển 1.3 Các phần tử hệ thống điều khiển tự động 1.4 Phân loại hệ thống điều khiển tự động 1.5 Các ứng dụng hệ thống điều khiển tự động 2,3 Chương 2: Mô hình tốn học hệ thống liên tục 2.1 Khái niệm mơ hình tốn học Tài liệu [1],[2], [3] &[4] Ghi 3LT+1BT Hiểu Nắm vững [1],[2], [3] 6LT+2BT Vận dụng Tuần Nội dung 2.2 Mơ hình tuyến tính hóa 2.3 Hàm truyền đạt đại số sơ đồ khối 2.4 Sơ đồ dòng tín hiệu 2.5 Phương trình trạng thái 2.6 Mô hệ thống tự động dùng Matlab Chương 3: Đặc tính động học 3.1 Khái niệm đặc tính động học 3.2 Đặc tính thời gian 3.3 Đặc tính tần số 3.4 Đặc tính động học khâu điển hình 3.5 Đặc tính động học hệ thống tự động 3.6 Khảo sát đặc tính động học dùng Matlab 5,6 Chương 4: Khảo sát tính ổn định hệ thống 9LT + 3BT 4.1 Khái niệm ổn định 4.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số Routh-Hurwitz 4.3 Tiêu chuẩn ổn định tần số (Mikhailov, Nyquist) 4.4 Phương pháp quỹ đạo nghiệm số 4.5 Tính ổn định hệ thống mơ tả phương trình trạng thái 4.6 Khảo sát tính ổn định dùng Matlab Chương 5: Chất lượng hệ thống điều khiển 5.1 Các tiêu chất lượng 5.2 Hàm độ nhạy 5.3 Sai số xác lập 5.4 Đáp ứng độ 5.5 Tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng độ 5.6 Liên quan đặc tính tần số chất lượng miền thời gian 5.7 Khảo sát chất lượng hệ thống dùng Matlab 8,9 Chương 6: Thiết kế hệ thống tuyến tính liên tục 6.1 Giới thiệu sơ đồ điều khiển 6.2 Các điều khiển: sớm-trễ pha, PID, hồi tiếp trạng thái 6.3 Tính điều khiển quan sát 6.4 Thiết kế dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số 6.5 Thiết kế dùng biểu đồ Bode 6.6 Thiết kế hệ thống dùng kỹ thuật phân bố cực 6.7 Ước lượng trạng thái hệ liên tục 6.8 Thiết kế hệ thống liên tục dùng Matlab 10 Chương 7: Mơ tả tốn học hệ rời rạc 7.1 Tín hiệu hệ thống rời rạc 7.2 Phép biến đổi Z 7.3 Hàm truyền đạt hệ rời rạc 7.4 Sơ đồ mơ sơ đồ dòng tín hiệu 7.5 Phương trình trạng thái hệ rời rạc 7.6 Mơ tả tốn học hệ rời rạc dùng Matlab 11,12 Chương 8: Phân tích hệ rời rạc Tài liệu &[4] Ghi Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 3LT+1BT Vận dụng Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 6LT+2BT Vận dụng Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 3LT+1BT Vận dụng Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 6LT+2BT Vận dụng Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 3LT+1BT Vận dụng Tổng hợp [1],[2], 4.5LT+1.5BT Tuần Nội dung 8.1 Điều kiện ổn định hệ rời rạc 8.2 Tiêu chuẩn Routh-Hurwitz mở rộng 8.3 Tiêu chuẩn Jury 8.4 Quỹ đạo nghiệm số 8.5 Sai số xác lập 8.6 Đáp ứng độ đáp ứng xung 8.7 Phân tích hệ rời rạc dùng Matlab 12,13 Chương 9: Thiết kế hệ rời rạc 9.1 Khái niệm 9.2 Bộ điều khiển sớm-trễ pha & PID rời rạc 9.3 Tính điều khiển quan sát hệ rời rạc 9.4 Thiết kế hệ thống rời rạc miền tần số & mặt phẳng Z 9.5 Thiết kế hệ thống rời rạc dùng kỹ thuật phân bố cực 9.6 Ước lượng trạng thái hệ rời rạc 9.7 Thiết kế hệ rời rạc dùng Matlab 14 Chương 10: Ứng dụng 10.1 Điều khiển nhiệt độ 10.2 Điều khiển động 10.3 Điều khiển mức chất lỏng ** Nội dung giới hạn cho kiểm tra tập nhóm kỳ lớp nhà Chương 2-5 ** Nội dung thi cuối kỳ (tập trung) Chương 6-10 Tài liệu [3] &[4] Ghi Vận dụng Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 4.5LT+1.5BT Vận dụng Tổng hợp [1],[2], [3] &[4] 3LT+1BT Nắm vững Vận dụng Ghi chú: Đề cương có phần ước tính số tự học – theo cấu trúc nêu phần đầu Thông tin liên hệ: + Khoa Điện – Điện Tử + Bộ môn Điều khiển tự động, Nguyễn thị phương Hà- 0918095818 E-mail: phuonghagv@yahoo.com , ntpha@hcmut.edu.vn + Trang WEB môn học: Bkel … MH TĐH & ĐK tối ưu ( VP ) Tp.Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng năm 2012 TRƯỞNG KHOA CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG PGS.TS.NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÀ ... E-mail: phuonghagv@yahoo.com , ntpha@hcmut.edu.vn + Trang WEB môn học: Bkel … MH TĐH & ĐK tối ưu ( VP ) Tp.Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng năm 2012 TRƯỞNG KHOA CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG PGS.TS.NGUYỄN