ĐỀ CƯƠNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Câu 1: Vẽ sơ đồ khối điịnh nghĩa HTTĐĐC mạch hở (nguyên tắc điều chỉnh bù trừ nhiễu) Câu 2: Vẽ sơ đồ khối định nghĩa HTTĐĐC mạch kín (nguyên tắc điều chỉnh theo độ lệch đại lượng điều chỉnh) Câu 3: Vẽ sơ đồ chức HTTĐĐC thích tên phần tử Câu 4: Khái niệm chế độ tĩnh điều khiển nêu yêu cầu chế độ làm việc tĩnh HTTĐĐC Câu 5: Khái niệm chế độ động điều khiển nêu yêu cầu chế độ làm việc động HTTĐĐC Câu 6: Viết phương trình động HTTĐĐC giải thích rõ kí hiệu phương trình Câu 7: Nêu điều kiện biểu thức phép biến đổi Laplace hàm f(t) Câu 8: Viết phương trình vẽ đồ thị hàm đột biến đơn vị,hàm Delta Câu 9: Nêu định nghĩa biểu thức hàm truyền Câu 10: Viết phương trình động tổng quát HTTĐĐC xây dựng biểu thức hàm truyền HTTĐĐC Câu 11: Xác định hàm truyền hệ thống phần tử mắc nối tiếp Câu 12: Nêu định nghĩa biểu thức hàm tần Câu 13: Định nghĩa phần tử bản, kể tên viết phương trình động bốn phần tử mà bạn biết Câu 14: Viết phương trình động, xác định hàm truyền, đặc tính thời gian, Vẽ biểu đồ Nyquist biểu đồ Bode phần tử tỷ lệ lý tưởng Câu 15: Viết phương trình động, xác định hàm truyền đặc tính thời gian phần tử tỷ lệ quán tính bậc Câu 16: Viết phương trình động, xác định hàm truyền, đặc tính thời gian, vẽ biểu đồ Nyquist biểu đồ Bode phần tử tích phân lý tưởng Câu 17: Viết phương trình động, xác định hàm truyền đặc tính thời gian vẽ biểu đồ Nyquist biểu đồ Bode phần tử vi phân lý tưởng Câu 18: Nêu định nghĩa phần tử cảm ứng Kể tên số phần tử cảm ứng thông dụng thường sử dụng tàu thủy Câu 19: Vẽ nêu tên bốn PTCƯ tốc độ quay điển hình Câu 20: Vẽ đặc tính, viết cơng thức tính hệ số tính khơng đồng 𝛿, hệ số vùng không nhạy 𝜀 PTCƯ tốc độ quay (𝜔) thể hình vẽ Câu 21: Vẽ số PTCƯ áp suất (P) nêu nguyên lý hoạt động PTCƯ áp suất dạng màng đàn hồi Câu 22: Vẽ đặc tính tĩnh, viết công thức hệ số không đồng 𝛿 , hệ số vùng không nhạy 𝜀 PTCƯ nhiệt độ (T) thể hình vẽ Câu 23: Vẽ số phần tử cảm ứng nhiệt độ (T) nêu nguyên lý hoạt động số Câu 24: Vẽ đặc tính tĩnh, viết cơng thức hệ số khơng đồng 𝛿 hệ số vùng không nhạy 𝜀 PTCƯ nhiệt độ (T) thể hình vẽ Câu 25: Nêu định nghĩa phần tử khuyếch đại Nêu thông số đặc trưng cảu phần tử khuyếch đại Câu 26: Vẽ nêu nguyên lý hoạt động phần tử khuyếch đại dạng piston- van trượt điều khiển Câu 27: Định nghĩa, viết phương trình động điều chỉnh tỷ lệ lý tưởng Chú thích phần tử, nêu nguyên lý hoạt động đặc điểm BĐC áp suất ( có hình vẽ kèm theo) Câu 28: Định nghĩa, viết phương trình động điều chỉnh tích phân Chú thích phần tử nêu nguyên lý hoạt động đặc điểm BĐC vòng quay kiểu văng ly tâm có khuyếch đại ( có hình vẽ kèm theo) Câu 29: Khái niệm q trình chuyển tiếp tính ổn định hệ thống Biểu diễn đồ thị trình chuyển tiếp (ổn định, không ổn định, ranh giới ổn định) Câu 30: Viết phương trình động tổng quát HTTĐĐC Xác định phương trình đặc tính từ phương trình động tổng qt Câu 31: Khảo sát tính ổn định HTTĐĐC có phương trình đặc tính sau: 0.1p2 + 0.5p + 0.2 = miền thời gian ( giải phương trình kết luận nghiệm) Câu 32: Tại lại cần tiêu chuẩn ổn định Kể tên tiêu chuẩn ổn định đại số tiêu chuẩn ổn định tần số Câu 33: Nêu cách thành lập định thức Hurwitz, nêu điều kiện cần đủ để HT ổn định theo tiêu chuẩn Hurwitz Nêu hệ tiêu chuẩn ổn định Hurwitz Lấy ví dụ minh họa LỜI GIẢI Câu 1: Vẽ sơ đồ khối định nghĩa HTTĐĐC mạch hở (nguyên tắc điều chỉnh bù trừ nhiễu) Là nguyên tắc mà tác động điều chỉnh hình thành sở kết đo nhiễu loạn tác dụng vào đối tượng điều chỉnh ( Thường nhiễu loạn ) Sơ đồ khối: Tác động nhiễu BĐC Tín hiệu Chỉ huy TĐĐC U(t) ĐTĐC Y(t) Câu 2: Vẽ sơ đồ khối định nghĩa HTTĐĐC mạch kín (nguyên tắc điều chỉnh theo độ lệch đại lượng điều chỉnh) Hệ thống tự động điều chỉnh hoạt động theo nguyên tắc gọi hệ thống tự động điều chỉnh theo nguyên tắc độ lệch Trong hệ thống có thiết bị đo so sánh trị số thực tế đại lượng điều chỉnh y(t) với giá trị cho trước tạo tác động điều chỉnh sở sai lệch giá trị để đưa đại lượng điều chỉnh tới giá trị cho trước Như hệ thống phần tử cảm ứng đóng vai trị phần tử phản hồi khép kín hệ thống Sơ đồ khối Tác động nhiễu Tín hiệu Chỉ huy BĐC TĐĐC U(t) ĐTĐC Y(t) Câu 3: Vẽ sơ đồ chức HTTĐĐC thích tên phần tử Tác động Nhiễu Tín hiệu Chỉ huy PTSS PTCT xo (-) f BCTH e(t) U(t) PTKĐ PTTH y(t) ĐTĐC (+) PTPHP Y(t) PTCB *Đối tượng điều chỉnh(ĐTĐC): *Phần tử cảm biến(PTCB) *Phần tử cho trước(PTCT) *Phần tử so sánh(PTSS) *Phần tử khuyếch đại(PTKĐ) *Phần tử thực hiện(PTTH) *Cơ cấu điển hình(CCĐH) *Phần tử phản hồi(PTPH) *Phần tử phản hồi phụ(PTPHP) *xo: tín hiệu cho trước tín hiệu vào hệ thống *e(t): tín hiệu độ lệch ( độ sai ứng) *u(t): tác động điều chỉnh *y(t): thơng số điều chỉnh hay cịn gọi đại lượng hệ thống *f: tác động nhiễu loạn chủ yếu Câu 4: Khái niệm chế độ tĩnh điều khiển nêu yêu cầu chế độ làm việc tĩnh HTTĐĐC *Khái niệm: Chế độ làm việc tĩnh hệ thống tự động điều chỉnh trạng thái hệ thống mà thơng số biểu thị q trình khơng thay đổi theo thời gian *Khi làm việc chế độ làm việc tĩnh hệ thống tự động điều chỉnh cần đạt yều cầu sau: -Hệ thống phải trạng thái cân -Phải đảm bảo độ xác cần thiết, nghĩa sai số tĩnh ( sai lệch điều chỉnh) phải nằm giới hạn cho phép Câu 5: Khái niệm chế độ động điều khiển nêu yêu cầu chế độ làm việc động HTTĐĐC *Khái niệm: Chế độ làm việc động hệ thống tự động điều chỉnh trạng thái mà cân tác động bị phá vỡ, thơng số q trình điều chỉnh thay đổi theo thời gian *Trong kỹ thuật, để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tốt, trình động hệ thống tự động điều chỉnh phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: -Quá trình động hệ thống phải đưa hệ thống tới trạng thái ổn định Đồ thị biểu diễn thay đổi đại lượng điều chỉnh ( Đặc tính động hay đặc tính độ hệ thống) phải tiệm cận với giá trị cho trước yo -Quá trình động hệ thống phải đưa hệ thống phải thỏa mãn số chất lượng điều chỉnh: thời gian điều chỉnh, độ điều chỉnh, hệ số suy giảm biên độ, tần số dao động, chu kì dao động, tổng độ lớn tác động điều chỉnh, Câu 6: Viết phương trình động HTTĐĐC giải thích rõ kí hiệu phương trình 𝑑 𝑛 𝑦(𝑡) an 𝑑𝑡 𝑛 + an-1 𝑑 𝑚 𝑥(𝑡) = bm 𝑑 𝑛−1 𝑦(𝑡) 𝑑𝑡 𝑚 𝑑𝑡 𝑛−1 𝑑 𝑚−1 𝑥(𝑡) + bm-1 𝑑𝑡 𝑚−1 *n m bậc đạo hàm n ≥ m *y(t) thông số *x(t) thông số vào ‘ *a,b hệ số số *t biến thời gian 𝑑𝑦(𝑡) + + a1 𝑑𝑡 + aoy(t) 𝑑𝑥(𝑡) + + b1 𝑑𝑡 + box(t) Câu 7: Nêu điều kiện biểu thức phép biến đổi Laplace hàm f(t) *Điều kiện -f(t) = với t < -hàm f(t) phải liên tục khúc t > -hàm f(t) bị chặn (hội tụ) t => +∞ *Biểu thức f(t) = 𝑐+𝑗∞ 𝑝𝑡 ( ) 𝐹 𝑝 𝑒 𝑑𝑝 ∫ 2𝜋𝑗 𝑐−𝑗∞ +∞ −𝑝𝑡 𝑒 𝑑𝑡 Với c bán kính hội tụ tích phân Laplace ∫ Câu 8: Viết phương trình vẽ đồ thị hàm đột biến đơn vị,hàm Delta *phương trình đồ thị hàm đột biến đơn vị Hàm đột biến đơn vị định nghĩa sau: 1(t) = t < 1(t) = t ≥ x(t) 1(t) t ∞ ∞ Vậy ảnh Laplace hàm đột biến đơn vị I(p) = L{1(t)}=1(p)=∫0 1(𝑡).𝑒 −𝑝𝑡 𝑑𝑡=∫0 𝑒 −𝑝𝑡 𝐼𝛷∞ = 𝑝 *phương trình động đồ thị hàm delta 𝑝 X(t) 𝛿 (𝑡 ) = 𝑘ℎ𝑖 𝑡 < 𝑣à 𝑣ớ𝑖 𝑡 > 1/𝐾 𝛿 (𝑡 ) = K < t < 𝐾 𝐾 →0 K t 1/ +∞ Theo định nghĩa tích phân hàm delta ∫ 𝛿 (𝑡)𝑑𝑡 −0 +0 Như viết ∫ 𝛿 (𝑡)𝑑𝑡 −0 phân hàm delta ngược lại L{𝛿(𝑡)} = +0 = ∫−0 𝛿 (𝑡)𝑑𝑡 = = 1(𝑡) Nghĩa hàm đọt biến đơn vị tích 𝛿 (𝑡) = 𝑑1(𝑡) 𝑑𝑡 ảnh Laplace hàm delta