Đề cương chi tiết học phần Lý thuyết điều khiển tự động

Học phần Lý thuyết điều khiển tự động nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản chung nhất từ cơ bản đến chuyên sâu về lý thuyết điều khiển trong quá trình sản xuất, những nguyên tắc cơ bản, các thiết bị chủ yếu bằng: Khí nén, thuỷ lực, các phần tử logic, đối tượng điều khiển, cơ cấu công tác, hệ rơ le, v.v... trong điều khiển tự động.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Tên học phần (tiếng Anh): THEORY OF AUTOMATIC CONTROL Mã môn học: 26.2 Khoa/Bộ môn phụ trách: Bộ môn Điện công nghiệp Giảng viên phụ trách chính: Ths Trần Đơng Email: trandong@uneti.edu.vn GV tham gia giảng dạy: Ths Trần Đông, Ths Vũ Thị Tố Linh Số tín chỉ: (36, 18, 45, 90) Trong N: Số tín chỉ; a : Số tiết LT; b: Số tiết TH/TL; a+b/2 = 15xN Số sinh viên tự học :30 x N ( Khoản điều 3, Qui chế 686/ĐHKTKTCN, 10.10.2018 ; ) Số tiết Lý thuyết: 36 Số tiết TH/TL: 18 Số tiết Tự học: 90 Tính chất học phần: Bắt buộc Học phần tiên quyết: Không Học phần học trước: Không Các yêu cầu học phần: Sinh viên có tài liệu học tập MÔ TẢ HỌC PHẦN Học phần “Lý thuyết điều khiển tự động” thuộc khối kiến thức sở chung nghành Đại học kỹ thuật chuyên ngành điện Nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức chung từ đến chuyên sâu lý thuyết điều khiển trình sản xuất, nguyên tắc bản, thiết bị chủ yếu bằng: Khí nén, thuỷ lực, phần tử logic, đối tượng điều khiển, cấu công tác, hệ rơ le, v.v điều khiển tự động Trên sở hiểu rõ hệ thống điều khiển tự động, tự động hố q trình cơng nghệ nhà máy đơn lẻ trình độ tự động hố, cách quản lý tự động hoá nhà máy cơng tác Từ nâng cao chất lượng thống điều khiển (SISO MIMO) sở hệ thống máy tính số để tổng hợp hệ thống tối ưu MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức cấu trúc, phân loại, hàm truyền đạt, phương trình vi phân, phương trình trạng thái, điều khiển kinh điển PID, v.v từ biết tổng hợp hệ thống điều khiển tối ưu Kỹ Có kỹ sử dụng nhận biết hệ thống điều khiển công nghiệp Năng lực tự chủ trách nhiệm Nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực, chăm chỉ, cẩn thận CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã Mô tả CĐR học phần CĐR CĐR Sau học xong mơn học này, người học có thể: CTĐT G1 Về kiến thức G1.1.1 Vận dụng kiến thức điều khiển tự động, mơ hình hố điều khiển tự động 1.2.1 G1.1.2 Phân tích tính ổn định hệ thống điều khiển tự động 1.2.1 G1.1.3 Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 1.2.1 G1.2.1 Phân tích bước thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 1.2.1 Về kỹ G2 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3 Nắm khái niệm mơ hình hệ thống điều khiển tự động Nắm bước khảo sát tính ổn định, đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển tự động Nắm bước thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục Năng lực tự chủ trách nhiệm [2.1.1] [2.1.1] [2.1.1] G3.1.1 Chủ động trình tự học tự nghiên cứu, nâng cao trình độ chuyên môn hệ thống điều khiển tự động G3.1.2 Có trách nhiệm với thân xã hội [3.2.1] [3.2.1] NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Tuần Nội dung thứ Số Số Tài liệu tiết tiết học tập, LT TH tham khảo Chương 1: Khái niệm chung điều khiển tự động 1.1 Khái niệm điều khiển 1.2 Các nguyên tắc điều khiển 1,2,3,4, 1.3 Phân loại điều khiển 1.4 Một số ví dụ hệ thống điều khiển Chương 2: Mơ hình toán học hệ thống điều 1,2,3,4, khiển liên tục 2.1 Khái niệm mơ hình tốn học 2.2 Hàm truyền 2.2.1 Phép biến đổi Laplace 2.2.2 Định nghĩa hàm truyền 2.2.3 Hàm truyền số phần tử 1,2,3,4, 2.3 Hàm truyền hệ thống tự động 2.3.1 Đại số sơ đồ khối 2.3.2 Sơ đồ dịng tín hiệu 2.4 Phương trình trạng thái (PTTT) 1,2,3,4, 2.4.1 Khái niệm PTTT 2.4.2 Cách thành lập PTTT từ phương trình vi phân 2.4.3 Quan hệ PTTT; hàm truyền đạt, PTVP 6 Chữa tập + Kiểm tra Chương 3: Khảo sát tính ổn định hệ thống ĐKTĐ 3 1,2,3,4, 1,2,3,4, Tuần Nội dung thứ Số Số Tài liệu tiết tiết học tập, LT TH tham khảo 3.1 Khái niệm ổn định 3.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số 3.2.1 Điều kiện cần 3.2.2 Tiêu chuẩn Routh 3.2.3 Tiêu chuẩn Hurwitz 3.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) 3.3.1 Khái niệm QĐNS 1,2,3,4, 3.3.2 Phương pháp vẽ QĐNS 3.3.3 Xét ổn định dùng QĐNS 3.4 Tiêu chuẩn ổn định tần số 1,2,3,4, 3.4.1 Khái niệm đặc tính tần số 3.4.2 Đặc tính tần số khâu 3.4.3 Một số tập ví dụ Chữa tập + Kiểm tra 3.4.3 Đặc tính tần số hệ thống tự động 1,2,3,4, 1,2,3,4, 3.4.4 Tiêu chuẩn ổn định Bode 3.4.5 Tiêu chuẩn ổn định Nyquist 10 Chương 4: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 4.1 Các tiêu chuẩn chất lượng 4.2 Sai số xác lập 4.3 Đáp ứng độ 11 1,2,3,4, 4.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng độ 4.5 Quan hệ chất lượng miền tần số chất lượng miền thời gian Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến 1,2,3,4, tính liên tục 12 5.1 Khái niệm 5.2 Ảnh hướng khâu hiệu chỉnh đến chất lượng hệ thống Tuần Nội dung thứ Số Số Tài liệu tiết tiết học tập, LT TH tham khảo 5.3 Thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS 5.4 Thiết kế hệ thống dùng phương pháp biểu đồ 13 1,2,3,4, Bode 5.5 Thiết kế hệ thống dùng phương pháp phân bố 14 cực 1,2,3,4, 5.6 Thiết kế điều khiển PID 15 Chữa tập + Kiểm tra 1,2,3,4, MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức 1: Thấp Mức 2: Trung bình Mức 3: Cao Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 Chương 1: Khái niệm chung điều khiển tự động 1.1 Khái niệm điều khiển 2 2 1.2 Các nguyên tắc điều khiển 2 2 1.3 Phân loại điều khiển 2 2 1.4 Một số ví dụ hệ thống điều khiển 2 2 Chương 2: Mơ hình tốn học hệ thống điều khiển liên tục 2.1 Khái niệm mơ hình tốn học 2 2 2.2 Hàm truyền 2 2 2.3 Hàm truyền hệ thống tự động 2 2 2.4 Phương trình trạng thái (PTTT) 2 2 Chương 3: Khảo sát tính ổn định hệ thống ĐKTĐ 3.1 Khái niệm ổn định 2 2 3.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số 2 2 3.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) 2 2 3.4 Tiêu chuẩn ổn định tần số 2 2 Chương 4: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 4.1 Các tiêu chuẩn chất lượng 2 2 4.2 Sai số xác lập 2 2 4.3 Đáp ứng độ 2 2 4.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng độ 2 2 4.5 Quan hệ chất lượng miền tần số chất lượng miền thời gian 2 Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 5.1 Khái niệm 5.2 Ảnh hướng khâu hiệu chỉnh đến chất lượng hệ thống 5.3 Thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS 5.4 Thiết kế hệ thống dùng phương pháp biểu đồ Bode 5.5 Thiết kế hệ thống dùng phương pháp phân bố cực 5.6 Thiết kế điều khiển PID 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Điểm TT thành phần Điểm trình (40%) Quy định (Theo QĐ Số: 686/QĐ-ĐHKTKTCN) G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp x + Số lần: Tối thiểu lần/sinh viên x x x x x x x x Điểm TT thành phần Quy định (Theo QĐ Số: 686/QĐ-ĐHKTKTCN) G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 + Hệ số: Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Sau học hết chương x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x + Hệ số: Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: sau học hết chương x + Hệ số: Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: sau học hết chương + Hệ số: Kiểm tra chuyên cần + Hình thức: Điểm danh theo thời gian tham gia học lớp + Hệ số: Điểm TT thành phần Điểm thi kết thúc học phần (60%) Quy định (Theo QĐ Số: 686/QĐ-ĐHKTKTCN) G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Theo lịch thi học kỳ x + Tính chất: Bắt buộc x x x x x x x x PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, địa website để tìm tư liệu liên quan đến môn học Nêu nội dung cốt lõi chương tổng kết chương, sử dụng giảng điện tử mơ hình giáo cụ trực quan (mơ hình 3D số chi tiết khí điển hình) giảng dạy Tập trung hướng d n học, tư vấn học, phản hồi kết thảo luận, tập lớn, kết kiểm tra nội dung lý thuyết m i chương  Giảng viên mô tả hoạt động thực tế trình sản xuất doanh nghiệp liên quan đến việc xây dựng, đọc giải thích vẽ chi tiết, vẽ lắp  Các phương pháp giảng dạy áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp mơ phỏng; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu tả, làm m u  Sinh viên chuẩn bị chương, làm tập đầy đủ, trau dồi kỹ làm việc nhóm để chuẩn bị thảo luận  Trong trình học tập, sinh viên khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, ý tưởng sáng tạo nhiều hình thức khác QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 9.1 Quy định tham dự lớp học  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ buổi học Trong trường hợp nghỉ học lý bất khả kháng phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ hợp lý  Sinh viên vắng 50% buổi học dù có lý hay khơng có lý bị coi khơng hồn thành khóa học phải đăng ký học lại vào học kỳ sau  Tham dự tiết học lý thuyết  Thực đầy đủ tập giao sách tập hình họa vẽ kỹ thuật  Tham dự kiểm tra học kỳ  Tham dự thi kết thúc học phần  Chủ động tổ chức thực tự học 9.2 Quy định hành vi lớp học  Học phần thực nguyên tắc tôn trọng người học người dạy Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến trình dạy học bị nghiêm cấm  Sinh viên phải học quy định Sinh viên trễ 15 phút sau học bắt đầu không tham dự buổi học 10  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trình học  Tuyệt đối không ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng thiết bị điện thoại, máy nghe nhạc học TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 10.1 Tài liệu học tập: [1] Nguyễn Thương Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động thông thường đại, Quyển 1, NXB khoa học kỹ thuật, 2009 10.2 Tài liệu tham khảo: [2] Nguyễn Công Phương, Trương Ngọc Tuấn, Bài tập Điều khiển tự động, NXB khoa học kỹ thuật, năm 2008 [3] Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, MH/DI.00005, 2009 [4] Nguyễn Thị Phương Hà, Huỳnh Thái Hoàng, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Đại học quốc gia TP HCM, 2018 10 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN  Các Khoa, Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học học phần  Giảng viên thực theo đề cương chi tiết duyệt Hà Nội, ngày Trưởng khoa Trưởng môn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) 11 tháng năm 2018 Người biên soạn (Ký ghi rõ họ tên) ...các phần tử logic, đối tượng điều khiển, cấu công tác, hệ rơ le, v.v điều khiển tự động Trên sở hiểu rõ hệ thống điều khiển tự động, tự động hoá trình cơng nghệ nhà máy đơn lẻ trình độ tự động. .. chung điều khiển tự động 1.1 Khái niệm điều khiển 1.2 Các nguyên tắc điều khiển 1,2,3,4, 1.3 Phân loại điều khiển 1.4 Một số ví dụ hệ thống điều khiển Chương 2: Mơ hình tốn học hệ thống điều 1,2,3,4,... chung điều khiển tự động 1.1 Khái niệm điều khiển 2 2 1.2 Các nguyên tắc điều khiển 2 2 1.3 Phân loại điều khiển 2 2 1.4 Một số ví dụ hệ thống điều khiển 2 2 Chương 2: Mơ hình tốn học hệ thống điều