Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp.HCM Khoa: Khoa Cơ khí Khoa/Bộ mơn quản lý MH: Cơ Điện Tử Tp.HCM, ngày tháng năm Đềcương môn học Sau đại học HỆ TUYẾN TÍNH VÀ ĐIỀU KHIỂN (LINEAR SYSTEMS AND CONTROL) Mã số MH: 025214 Số tín chỉ: Số tiết Tc (LT.BT&TH.Tự Học): -Tổng: Đánh giá: 60 LT: 45 BT: 15 Quá trình: 50% Thi cuối kỳ: 50% TCHP: TH: ĐA: BTL/TL: - Môn tiên quyết: - Môn học trước: - Môn song hành: - CTĐT ngành (Mã ngành): Kỹ Thuật Cơ Điện Tử (8520114) - Ghi khác: Mục tiêu môn học: Môn học cung cấp kiến thức tảng để phân tích thiết kế hệ thống tuyến tính Ngồi ra, mơn học cung cấp sở lý luận cho việc nghiên cứu hệ thống tuyến tínhMơn học cung cấp kiến thức tảng để phân tích thiết kế hệ thống tuyến tính Ngồi ra, mơn học cung cấp sở lý luận cho việc nghiên cứu hệ thống tuyến tính Aims: The subject gives the knowledge on mathematical modeling of a mechatronics system It is also given the methods for analyzing the response of the constructed systems Nội dung tóm tắt mơn học: Giới thiệu công cụ dùng để khảo sát thiết kế điều khiển tuyến tính nhiều ngõ vào nhiều ngõ bao gồm điều khiển tối ưu điều khiển bền vững Course outline: Introduce the basic tools for analyzing and design controller for linear systems with multi input/multi output including optimal and robust control Tài liệu học tập: Giáo trình [1] Alok Sinha, Linear Systems Optimal and Robust Control, CRC Press, 2007 Tài liệu tham khảo: [2] Chi-Tong Chen, Linear System Theory and Design, 3Ed, Oxford University Press, 1999 [3] D.W Gu et al., Robust Control Design with Matlab, 2Ed, Springer, 2013 Các hiểu biết, kỹ cần đạt sau học môn học: Sau hồn tất mơn học này, sinh viên có thể: - Hiểu biết khái niệm hệ tuyến tính - Thiết kế điều khiển tối ưu LQ, LQG - Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái - Thiết kế điều khiển hồi tiếp trạng thái ước lượng - Hiểu biết khái niệm điều khiển bền vững - Thiết kế điều khiển bền vững: H_2, H_∞ Learning outcomes: Upon completion of this course, students should be able to: - Understanding of state space description of a linear system - Design an optimal control LQ, LQG - Design a state feedback controller - Design a Control of Estimated States - Understanding the fundamentals of robust control - Design H_2, H_∞ controllers Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học: - Sinh viên cần đọc thêm sách giáo trình - Sinh viên cần thực hành thiết kế mô sử dụng công cụ Matlab - Các khuyến cáo trang bị phục vụ học tập, tài liệu tham khảo: Máy vi tính Phần mềm Matlab - Các yêu cầu đặc biệt khác: Tham dự đầy đủ giảng lớp, làm tập theo yêu cầu, thực báo cáo tiểu luận giao - Cách đánh giá Chuyên cần - Bài tập - Tiểu luận: 50% Thi cuối kỳ: 50% (Thuyết trình + vấn đáp) Điều kiện cần để tham dự kỳ thi cuối kỳ: Không vắng 20% buổi học lớp Nộp hạn đầy đủ tập giao Nộp thuyết minh diện báo cáo theo lịch phân công (cần báo trước vắng) Cách đánh giá: - Tham dự đầy đủ chương trình: 20% - Bài tập nhà: 30% - Báo cáo nhóm chương trình: 0% - Tiểu luận: 0% - Thi kết thúc môn học: 50% - Phần thí nghiệm, thực hành (nếu có): 0% Learning strategies & Assessment Scheme: - Students should read textbooks and finish all assignments - Students should practice to design and simulate using Matlab, Simulink tools - Device Computer Matlab - Grading Assignments: 50% Final: 50% - Necessary condition to attend the final exam Attend at least 80% lecture hours Submit all assignments in due dates Submit the report in hardcopy and be present on the assigned date of presentation Grading: - Class attendant: 20% - Homework: 30% - Team project: 0% - Class project: 0% - Final exam: 50% - Experiment, practics (as possible): 0% Nội dung chi tiết: Tuần/ Buổi 1-2 Chủ đề (chương) Chương 1: Ôn tập Nội dung 1.1 Ôn kiến thức toán - Phương trình đại số tuyến tính, giá trị riêng vectơ riêng, nghịch đảo ma trận - Hàm toàn phương, đạo hàm [1], [3] hàm toàn phương - Chuẩn, trị suy biến, giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ - Q trình ngẫu nhiên 1.2 Mơ hình hóa hệ thống Tài liệu Tuần/ Buổi 3-6 Chủ đề (chương) Chương 2: Mơ tả tốn học hệ tuyến tính Nội dung Tài liệu 2.1 Hệ ngõ vào ngõ (SISO) - Hàm truyền đạt - Phương trình trạng thái - Hàm truyền đạt phương trình trạng thái - Nghiệm phương trình trạng thái - Tính điều khiển quan sát - Một số phép biến đổi phương trình trạng thái quan trọng [1], [2] ¬- Sự tương đồng tính điều khiển quan sát 2.2 Hệ nhiều ngõ vào nhiều ngõ (MIMO) - Biến đổi phương trình trạng thái từ hàm truyền - Tính điều khiển quan sát - Matrix-Fraction Description (MFD) 2.3 Bài tập 3.1 Điều khiển hồi tiếp trạng thái cho hệ ngõ vào 3.2 Xác định ma trận hồi tiếp cho hệ nhiều ngõ vào 3.3 Xác định ma trận hồi tiếp Chương 3: cho hệ nhiều ngõ vào cho 7-9 Điều khiển hồi tiếp trạng thái trước giá trị riêng véc tơ tối ưu riêng 3.4 Lý thuyết điều khiển tối ưu 3.5 Bài toán Linear Quadratic Regulator (LQR) 3.6 Điều khiển bám quỹ đạo 3.7 Bài tập [1], [2], [3] Tuần/ Buổi Chủ đề (chương) Nội dung Tài liệu Chương 4: 10-11 Điều khiển với trạng thái ước lượng 4.1 Bộ quan sát vòng hở 4.2 Bộ quan sát vòng kín 4.3 Bộ điều khiển dựa quan sát 4.5 Đáp ứng hệ tuyến tính nhiễu trắng 4.6 Bộ lọc Kalman 4.7 Điều khiển LQG (Linear Quadratic Gaussian) 4.8 Ảnh hưởng sai số mô hình hóa đến điều khiển 4.9 Bài tập Chương 5: 12-15 Điều khiển bền vững, H_2 H_∞ 5.1 Trị suy biến ma trậm 5.2 Độ bền vững: độ nhạy độ bù nhạy 5.3 Độ bền vững LQR lọc Kalman [1], [2], [3] 5.4 Điều khiển LQG/LTR 5.5 Chuẩn H_2 H_∞ 5.6 Điều khiển H_2 5.8 Điều khiển H_∞ 5.9 Bài tập [1], [2], [3] Giảng viên tham gia giảng dạy: CBGD chính: PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến CBGD tham gia: PGS.TS Nguyễn Duy Anh BỘ MƠN QUẢN LÝ MƠN HỌC Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm GIẢNG VIÊN LẬP ĐỀCƯƠNG PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến ... this course, students should be able to: - Understanding of state space description of a linear system - Design an optimal control LQ, LQG - Design a state feedback controller - Design a Control... strategies & Assessment Scheme: - Students should read textbooks and finish all assignments - Students should practice to design and simulate using Matlab, Simulink tools - Device Computer Matlab - Grading... a state feedback controller - Design a Control of Estimated States - Understanding the fundamentals of robust control - Design H_2, H_∞ controllers Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá