NGÂN HÀNG câu hỏi cơ điện tử 1

NGÂN HÀNG CÂU HỎI CƠ ĐIỆN TỬ 1
LOẠI I: CÂU HỎI LÝ THUYẾT
1. Quá trình hình thành cơ điện tử, ưu điểm của các hệ cơ điện tử so
với các hệ cơ khí truyền thống? Hãy lấy một ví dụ và phân tích một hệ cơ
điện tử điển hình?
2. Hãy nêu cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử? Tại sao nói hệ cơ điện tử
là một hệ thống tích hợp?
3. Hãy nêu phương pháp thiết kế cơ điện tử? So với thiết kế truyền
thống thiết kế cơ điện tử có ưu điểm gì hơn?
4. Phương pháp toán học xây dựng mô hình cơ điện tử? Lấy một ví dụ
phương pháp toán học phân tích mô hình?
5. Tính chất hệ tuyến tính? Nêu phương pháp tuyến tính hóa hệ phi
tuyến? Lấy một ví dụ áp dụng?
6. Phân biệt hệ thống kín và hệ thống hở? Lấy một ví dụ phân tích một
hệ thống kín?
7. Hãy nêu các thành phần đặc trưng của các phần tử cơ khí chuyển
động tịnh tiến? Ý nghĩa về mặt năng lượng của các phần tử?
8. Hãy nêu các thành phần đặc trưng của các phần tử cơ khí chuyển
động quay? Ý nghĩa về mặt năng lượng của các phần tử?
9. Hãy nêu các thành phần đặc trưng của các phần tử điện? Ý nghĩa về
mặt năng lượng của các phần tử?
10. Hãy nêu các thành phần đặc trưng của các phần tử thủy khí? Ý
nghĩa về mặt năng lượng của các phần tử?
11. So sánh sự tương quan giữa các phần tử đặc trưng cơ khí, điện,
thủy lực khí nén?
LOẠI II: BÀI TẬP MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN
Câu1: Cho hai hệ cơ như hình vẽ. Trong đó F là tác động đầu vào; Y1,
Y2 là độ dịch chuyển; M1, M2; K1, K2 ; C1, C2 lần lượt là khối lượng,
độ cứng lò xo và hệ số cản của vật M1, M2
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ thống?
b) Tính hàm truyền G1(s) =

Y 2( s )
?
F (s)
F
M1
Y1
C1

K1

M2
Y2
K2

C2


Câu2: Cho hai hệ cơ như hình vẽ trong đó X là tác động đầu vào; Y1,
Y2 là độ dịch chuyển; M1, M2; K1, K2 lần lượt là khối lượng, hệ số cản
của vật M1, M2
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ thống?
Y 1( s )
?
X (s)

b) Tính hàm truyền G1(s) =

Y1

Y2

K1

K2

M1

M2

C1

C2

X

Câu3: Cho hai hệ cơ như hình vẽ trong đó F là tác động đầu vào; Y1 và
Y2 là các dịch chuyển của vật M1 và M2; B, K là hệ số cản và hệ số đàn
hồi lò xo.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ thống?
b) Tính hàm truyền G1(s) =

Y 1( s )
?
F (s)

Y1

Y2

K

B

f(t)

M1

M2

Câu4: Cho mô hình hệ cơ như hình vẽ, bỏ qua ma sát giữa bánh xe và
đường đi
Y2(t)

Y1(t)

K2,B2

K1,B1

F(t)
M1

M2

Trong đó : - F là lực tác dụng đầu vào.
- Y1 và Y2 là các chuyển vị.
- K1, K2 là độ cứng của các lò xo.
- B1, B2 là hệ số giảm chấn
- M1, M2 là khối lượng xe 1 và xe 2

a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền ( Y2/F)?
Câu5: Cho hệ cơ như hình vẽ. Trong đó  i ,1 , 2 lần lượt là góc quay tác
động đầu vào, góc quay đầu ra; I1, I2 lần lượt là momen quán tính từng
vật; k1, k2, k3 lần lượt là hệ số đàn hồi của lò xo.
a. Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ cơ?
b. Tính hàm truyền G(s) =

 2 (s)
?
 i (s)

θi

θ2

θ1
k1

k2

k3
I2

I1

Câu6: Tải được truyền động bởi động cơ qua bộ truyền bánh răng có tỷ
số truyền là n. Trong đó I1, I2, I3, I4, I5, I6 lần lượt là momen quán tính của

động cơ, tải, trục động cơ, trục tải, bánh răng 1 và bánh răng 2; T 1 là
momen tác động đầu vào; K là hệ số đàn hồi, w1, w2 là vận tốc quay của
động cơ và tải.
a. Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ cơ?
b. Tính hàm truyền G(s) =

w2 ( s )
?
T1 ( s )

Motor
I5

I3
I1

w2

n

K

I4
I2
T1

w1
I6

Câu7: Cho cấu trúc của hệ cơ như hình vẽ:

w1

K1

I1

M1

w2

B2

I2

B1

K2

Trong đó : - M1 là momen tác dụng
- w1 và w2 lần lượt là vận tốc góc của vật 1 và vật 2
- K1,K2 là độ cứng của các lò xo.
- B1, B2 là hệ số giảm chấn


a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền ( w2/M1)?

Câu8: Cho hệ thống truyền động động cơ và tải là hệ thống bánh răng
có tỷ số truyền là n; T là mômen động cơ; Momen quán tính động cơ và
hệ số cản lần lượt là I1, C1; Momen quán tính của tải và hệ số cản lần lượt

là I2, C2; Góc quay của tải là φ (Bỏ qua khối lượng của trục và bánh
răng).
a) Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b) Xác định hàm truyền (φ /T)?
T
Motor
I1

C1
n
φ
Load
I2

C2

Câu9: Cho cấu trúc hệ cơ như hình vẽ.
Trong đó N1, N2 là số răng của bánh răng 1 và 2; T là momen tác dụng ;
K là độ cứng lò xo ; B là hệ số giảm chấn ; 1 , 2 là góc quay của trục
bánh răng 1 và bánh răng 2.
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền

T

θ1

 2 (s)
T (s)

N1

?

θ2

K
J

N2

B


Câu10: Cho cấu trúc hệ cơ như hình vẽ.
Trong đó N1, N2 là số răng của bánh răng 1 và 2; T là momen tác dụng ;
K là độ cứng lò xo ; B là hệ số giảm chấn ; 1 , 2 là góc quay của vật 1 và
trục bánh răng 2.
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền

 2 (s)
T (s)

?

θ1

T

N1

B
J

θ2
K

N2

Câu11: Cho cấu trúc hệ cơ như hình vẽ.
Trong đó: N1, N2, N3, N4 là số răng của các bánh răng; T là momen tác
dụng ; K là độ cứng lò xo ; B là hệ số giảm chấn ; 1 , 2 là góc quay của
vật 1 và trục bánh răng 2.
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền
T

 2 (s)
T (s)

?

θ1
N1
N3
θ2
N2

K

J

N4

B

Câu12: Cho cấu trúc hệ cơ như hình vẽ.
Trong đó: N1, N2,N3,N4 là số răng của các bánh răng; T là momen tác
dụng ; K là độ cứng lò xo ; 1 , 2 , 3 là góc quay của vật 1, vật 2 và vật 3.
J1, J2, J3 là momen quán tính của vật 1, vật 2, vật 3
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền

 3 (s)
T (s)

?


T

θ1
N1

θ2

J1

N3

J2

θ3

N2

K
J3
N4

Câu13: Cho các mạch điện như hình vẽ. Trong đó U1 là điện áp vào,
U2 là điện áp ra; R1, R2, C1, C2 lần lượt là điện trở và điện dung của
mạch.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa mạch điện?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )
R1

C2

C1

U2

U1
R2

Câu14: Cho các mạch điện như hình vẽ . Trong đó U1 là điện áp vào,
U2 là điện áp ra; R1, R2, C lần lượt là điện trở và điện dung của mạch.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa mạch điện?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )
R1

C

C
R2

U1

U2

Câu 15: Cho các mạch điện như hình vẽ trong đó U1 là điện áp vào, U2
là điện áp ra; R1, R2, C lần lượt là điện trở, điện dung của mạch điện
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ thống?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )


R1

C
U1

U2

R2

Câu16: Cho các mạch khuyếch đại thuật toán như hình vẽ trong đó U1 là
điện áp vào, U2 là điện áp ra; R, R1, R2, C, C1 lần lượt là điện trở và
điện dung của mạch khuyếch đại.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa mạch khuyếch đại?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )
R

R1

C

R2

U1

U2

C1

Câu17: Cho các mạch khuyếch đại thuật toán như hình vẽ. Trong đó U1
là điện áp vào, U2 là điện áp ra; R, R1, C, C1 lần lượt là điện trở và điện
dung của mạch khuyếch đại
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa mạch khuyếch đại?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )
C

R1

R

U1
C1

U2

Câu18: Cho các mạch khuyếch đại thuật toán như hình vẽ. Trong đó U1
là điện áp vào, U2 là điện áp ra; R, R1, R2, C, lần lượt là điện trở và điện
dung của mạch khuyếch đại
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa mạch khuyếch đại?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )

R

C

R
R1

U1

R2
U2

Câu19: Cho hệ thống mạch điện như hình vẽ:
R3

C1

R1

C2

R2

U1
U2

R

Trong đó : - U1, U2 lần lượt là điện áp đầu vào và đầu ra
- R, R1, R2, R3 lần lượt là các điện trở mạch điện
- C1, C2 lần lượt là các tụ điện mạch điện
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Xác định hàm truyền (U2/U1)?

Câu20: Cho các mạch khuyếch đại thuật toán như hình vẽ trong đó U1 là
điện áp vào, U2 là điện áp ra; R, R1, R2, C, C1 lần lượt là điện trở, điện
dung của mạch điện.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa mạch khuyếch đại?
b) Tính hàm truyền G(s) =

U 2( s )
?
U 1( s )
R

C1

R1

C2

R2

U1
R

U2

Câu21: Tốc độ động cơ điện một chiều được điều khiển bằng điện áp
kích từ như hình vẽ. Trong đó : w là vận tốc của động cơ; Rk, Lk là điện
trở và điện cảm kích từ động cơ; J1 là momen quán tính của động cơ . Khi
cấp điện áp kích từ sẽ sinh ra mômen điện từ làm động cơ quay với hệ sô
tỷ lệ với dòng kích từ là kt .


a. Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa động cơ?
b. Xác định hàm truyền w(s)/Uk(s)?
Ik

Lk

Rk

J1

Uk

w

M

Câu22: Tốc độ động cơ điện một chiều được điều khiển bằng điện áp
phần ứng, từ thông Ф được giữ không đổi.
Trong đó : Uư, Iư, Rư, Lư, J1 lần lượt là điện áp phần ứng, dòng điện phần
ứng, điện trở phần ứng, điện cảm phần ứng và mômen quán tính của động
cơ
a. Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa động cơ?
b. Xác định hàm truyền w(s)/Uư(s)?

Iư

Lư

Rư

J1

Uư

w

M

Câu23: Hệ gồm hai hai bồn chứa chất lỏng. Trong đó q1 là lưu lượng
chất lỏng chảy vào; A1, A2 là tiết diện bồn 1 và bồn 2; h1,h2 là mức chất
lỏng bồn 1 và bồn 2; R trở kháng bồn chứa.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ bồn chứa?
H 2 ( s)
hệ bồn chứa?
Q1 ( s )

b) Tính hàm truyền G(s) =

A1
q1

A2

h1

h2
q2
R

Câu24: Hệ gồm hai hai bồn chứa chất lỏng. Trong đó q1 là lưu lượng
chất lỏng chảy vào; A1, A2 là tiết diện bồn 1 và bồn 2; h1,h2 là mức chất
lỏng bồn 1 và bồn 2; R1, R2 trở kháng bồn chứa 1 và bồn chứa 2
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa hệ bồn chứa?
b) Tính hàm truyền G(s) =

H 2 ( s)
hệ bồn chứa?
Q1 ( s )


A1
q1

A2

h1
h2
q2

q3
R1

R2

Câu 25: Cho lò nhiệt như hình vẽ. Trong đó Vi(t) là điện áp cấp nung

nóng. K là hệ số nung nóng; Qi(t) là nhiệt lượng cấp cho lò nung. CT, RT
lần lượt là dung kháng và trở kháng lò.  0 , s lần lượt là nhiệt độ trong lò
và nhiệt độ bên ngoài.
a) Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa lò nhiệt?
b) Vẽ sơ đồ khối với đầu vào Vi(t), đầu ra  0 (t ) ?

LOẠI III: BÀI TẬP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Câu 1: Cho cấu trúc của hệ thống điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều
như hình vẽ. (Điều khiển điện áp và giữ từ thông không đổi). Trong đó động cơ
điện một chiều có các tham số Rư, Lư, Kđc, Ö, Jđc; Bộ khuếch đại công suất là
khâu quán tính bậc 1 với hệ số khuếch đại Kbđ, hằng số thời gian Tbđ ; Cảm
biến đo tốc độ hằng số thời gian Tcb, hệ số khuếch đại Kcb; Bộ điều chỉnh tốc
độ theo luật PI với hệ số khuếch đại Kp và hằng số thời gian Ti
a. Bằng mô tả toán học hãy mô hình hóa và vẽ sơ đồ khối hệ hở ?
b. Bằng mô tả toán học hãy mô hình hóa và vẽ sơ đồ khối hệ kín?
c. Đánh giá ưu điểm hệ thống kín so với hệ thống hở?
Bộ khuyếch
đại công suất

Uđ
PI
control

Uđk

Uư

Động cơ
điện

w
Đo tốc độ

Uw


Câu 2: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển mức chất lỏng như hình vẽ. (Trong
đó van điện từ là khâu quán tính bậc 1 hệ số khuếch đại Kv, hằng số thời gian
Tv; Cảm biến mức là khâu quán tính bậc 1 hệ số khuếch đại Ks , hằng số thời
gian Ts; Bộ điều chỉnh theo luật PI với Kp là hệ số khuếch đại, Ti là hằng số
thời gian)
a. Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa và vẽ sơ đồ khối của hệ hở?
b. Bằng phương pháp toán học hãy mô hình hóa và vẽ sơ đồ khối của hệ
thống kín?
c. Đánh giá ưu điểm hệ thống kín so với hệ thống hở?
Uhd

PI
control

Kv

Control
valve

Uhm

Q1
Ha
Tank

area A
Rf

Level
tranducer

Câu 3: Cho cấu trúc của hệ thống điều khiển vị trí động cơ điện một chiều như
hình vẽ. ( Điều khiển điện áp và giữ từ thông không đổi). Trong đó động cơ
điện một chiều có các tham số Rư, Lư, Kđc, Ö, Jđc; Bộ khuếch đại công suất là
khâu quán tính bậc 1 với hệ số khuếch đại Kbđ, hằng số thời gian Tbđ ; Cảm
biến đo vị trí hằng số thời gian Tcb, hệ số khuếch đại Kcb; Bộ điều chỉnh vị trí
theo luật PID với hệ số khuếch đại Kp, hằng số thời gian tích phân Ti , hằng số
thời gian vi phân Td.
a. Bằng mô tả toán học hãy mô hình hóa và vẽ sơ đồ khối hệ hở ?
b. Bằng mô tả toán học hãy mô hình hóa và vẽ sơ đồ khối hệ kín?
c. Đánh giá ưu điểm hệ thống kín so với hệ thống hở?
Bộ khuyếch
đại công suất

Uđ
PI
PID

Uđk

Uư

Động cơ
điện

θ
w

control

Đo
Đotốcvịđộtrí

Uw

Câu 4: Cho hệ thống hở điều khiển mức chất lỏng trong bồn chứa. Điện áp
cấp vào là V1 làm cho motor quay góc  mở van cấp chất lỏng vào bồn

chứa:


La

ia

+

V1

Ra

Ka

Va

Ke
M

 (t )

-

Kq

q1
A1

h1
R
q2

Biết rằng : - Ka, Ki, Ke, Kq lần lượt là các hệ số điện áp, dòng điện, sức điện
động và lưu lượng
- A1, R lần lượt là diện tích tiết diện và trở kháng bồn chứa.
- q1, q2, h1 lần lượt là lưu lượng vào, lưu lượng ra và chiều cao cột

chất lỏng

a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống?
c, So sánh ưu điểm của hệ kín so với hệ hở?
Câu 5: Cho hệ thống kín điều khiển mức chất lỏng trong bồn chứa:
Ud
Uhd
Uhm

PID
control

Kv

Control
valve

q1
q3

A1

A2
h1
R
q2

h2

Level
Sensor
Ks

Trong đó:
- q1, q3 lần lượt là lưu lượng chất lỏng chảy vào
- A1. A2 lần lượt là diện tích tiết diện bồn 1 và bồn 2
- h1, h2, lần lượt là chiều cao cột chất lỏng bồn chứa 1, 2
- Kv, Ks lần lượt là hệ số tỷ lệ của van và cảm biến

- R là trở kháng chất lỏng, bộ điều khiển theo luật PID
- Uhd, Uhm, Ud lần lượt là tín hiệu đặt, tín hiệu đo và tín hiệu điều

khiển
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?


b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống ?
c, So sánh ưu điểm của hệ thống kín so với hệ thống hở?

Bài 6: Hệ cơ - điện gồm: máy phát được dẫn động với vận tốc không đổi,
cấp điện cho động cơ. Động cơ có momen quán tính (của rotor) là J m và
hệ số cản nhớt trong ổ bm. Giả thiết điện áp ra của máy phát vg tỷ lệ với
dòng điện kích từ if của nó. Xây dựng mô hình của hệ thống với tín hiệu
vào là điện áp kích từ của máy phát Vf, tín hiệu ra là vận tốc L trên tải.
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống ?

c, Ưu điểm của hệ thống có điều khiển so với hệ không có điều khiển?

Bài 7: Một cổ tay robot được dẫn động nhờ động cơ 1 chiều điều khiển
bằng dòng điện phần ứng, thông qua cánh tay. Cánh tay là khâu mềm,
được biểu diễn bằng hệ lò xo, giảm chấn xoắn với độ cứng k và hệ số
giảm chấn b. J1 và J2 là mô men quán tính của cánh tay và cổ tay. Tín
hiệu vào là dòng điện phần ứng i(t), tín hiệu ra là góc quay 2 và vận tốc
2 của cổ tay. Động cơ được đơn giản hóa bằng một khâu quán tính bậc
nhất với hệ số khuyếch đại Kđ và hằng số thời gian tđ
a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống ?

c, Ưu điểm của hệ thống có điều khiển so với hệ không có điều khiển?

Câu 8: Cho hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều có hồi tiếp dòng
điện như hình vẽ. Trong đó : U0 là điện áp cấp đầu vào, Ka là hệ số
khuyến đại bộ điều khiển, w là tốc độ động cơ, J1, J2 là mômen quán tính
của động cơ và momem quán tính của tải.


Ra
Uo

ΔU

Ka

θ

J1
w

M
Ua

J2

R

a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống ?
c, So sánh ưu điểm của hệ thống kín so với hệ thống hở?

Bài 9: Cho hệ thống điều khiển vị trí hệ thống thủy lực
Trong đó: x, y lần lượt là độ dịch chuyển của con trượt thân van và của
pittông. Van điện từ tuyến tính có điện áp đầu vào tỷ lệ với độ dịch
chuyển con trượt với hệ số Kt . Tín hiệu ra cảm biến vị trí Uy tỷ lệ với vị
trí dịch chuyển pittông y với hệ số tỷ lệ Ks. Hàm truyền của van và xilanh
là:

Kv
Y ( s)

X ( s) s(Tv s  1)

a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống ?
c, So sánh ưu điểm của hệ thống kín so với hệ thống hở?

x
Uđ

Controler

Uđk

y

Uy
Sensor

Bài 10: Cho hệ thống điều khiển bồn chứa chất lỏng như hình vẽ
Khi cấp điện áp U1 sẽ làm cho van mở và nước được bơm vào các bồn

chứa. Q1 là lưu lượng tỷ lệ với điện áp U1 với hệ số tỷ lệ là Kv. Các thông
số A,B, Rf1, Rf2 lần lượt là diện tích và trở kháng bồn chứa A,B. Ha, Hb
lần lượt là mức chất lỏng bồn chứa A,B.


U1
Motor and
Valve

Kv

Control
valve

Q1
Ha
Tank
area A
Rf1

Q2
Hb
Tank
area B

Q3
Rf2

a, Bằng phương pháp toán học hãy xây dựng mô hình hệ thống?
b, Vẽ sơ đồ khối hệ thống ?

c, Ưu điểm của hệ thống có điều khiển so với hệ không có điều khiển?
LOẠI IV ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Bài 1: Hệ thống điều khiển vị trí của máy vẽ đồ thị được mô hình hóa
dưới dạng sơ đồ khối như hình vẽ. Trong đó R(s) là tín hiệu đầu vào là vị
trí mong muốn, Y(s) là tín hiệu ra vị trí thực
R(s)

100
s2

Phản hồi tốc độ

Y(s)

K.s

Phản hồi vị trí

a. Xác định sai số xác lập về vị trí của hệ thống với tín hiệu vào dạng
bậc thang?
b. Xác định tham số K để độ vọt lố của hệ thống bằng 0 với tín hiệu vào
dạng bước nhảy?
Bài 2: Sử dụng hệ thống điều khiển tiêm Insullin rất hữu dụng cho người
bị bệnh đái đường. Hệ thống điều khiển tiêm Insullin bao gồm bơm và
cảm biến đo lượng đường trong máu được mô hình hóa dưới dạng sơ đồ
khối. R(s) là lượng đường trong máu mong muốn và Y(s) là lượng đường
thực có trong máu. K = 1.67 là hệ số khuyếch đại

Cơ thể người

Bơm
R(s)
K

Insullin

Y(s)

s2
s( s  1)

a. Xác định sai số xác lập về lượng đường có trông máu với r(t) là hàm
bước nhảy ?
b. Xác định độ vọt lố và thời gian xác lập (sử dụng tiêu chuẩn xác lập
2%) của hệ thống?
Bài 3: Hệ thống điều khiển hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền hệ hở
G(s)=

K
s(s  2 )

a. Xác định độ vọt lố và thời gian xác lập (sử dụng tiêu chuẩn xác lập
2%) của hệ thống?
b. Xác định phạm vi giới hạn K để thời gian xác lập < 1s
Bài 4: Hệ thống hồi tiếp âm được biểu diễn minh họa trên hình vẽ
R(s)

K

s( s  2)

Gp(s)

Y(s)

s3
( s  0.1)

a. Xác định sai số xác lập (K = 0.4 và Gp(s) = 1), tín hiệu vào hàm nấc
đơn vị?
b. Xác định hàm Gp(s) để sai số xác lập bằng 0 với tín hiệu vào là hàm
bước nhảy?
Bài 5: Một hệ thống điều khiển tốc độ xe ôtô được mô hình hóa dưới
dạng sơ đồ khối sau. Trong đó R(s) là tín hiệu đặt tốc độ; Y(s) là tốc độ
thực. Bộ điều khiển có hệ số khuyếch đại K= 10
BĐK

Ôtô

K

10
( s  2)( s  5)

R(s)
Tốc độ đặt

Y(s)
Tốc độ thực

a. Tính toán sai số xác lập tốc độ ôtô với tín hiệu vào dạng bước nhảy?


b. Tính toán độ vọt lố và sai lệch tĩnh với tín hiệu vào dạng bước nhảy?
Bài 6: Cho hệ thống kín hồi tiếp âm đơn vị có hàm truyền hệ hở
G(s)=

K
s( s  2)

Tín hiệu đầu vào hàm nấc đơn vị, đặc tính đầu ra thỏa mãn
Tp = 1,1 s ( Trong đó Tp là thời điểm có độ vọt lố )
Độ vọt lố P.O = 5%
a. Hai tham số của đáp ứng đầu ra có thỏa mãn hệ thống?
b. Xác định K để Tp = 1,1 s và tính P.O?
Bài 7: Hệ thống kính thiên văn gồm có kính thiên văn để quan sát các vì
sao. Hệ thống vệ tinh nhận tín hiệu từ kính thiên văn và thực hiện điều
khiển góc lệch quan sát kính thiên văn. Hệ thống điều khiển kính thiên
văn có sơ đồ khối như hình vẽ. Trong đó T1 = 1s. ; K1; K2 là hệ số
khuyếch đại
a. Xác định K= K1*K2 ? để đáp ứng đầu ra góc lệch quan sát có độ vọt
lố <5% ( Biết rằng tín hiệu kích thích là hàm 1(t))
b. Xác định sai số xác lập? ( Biết rằng tín hiệu kích thích là hàm r(t)=t)
BĐK
R(s)

Kính thiên văn
Y(s)

K
G1 ( s )  21
s

K 2 (T1 s  1)

Góc nghiêng
quan sát

Bài 8:
Hệ thống điều khiển robot hàn có sơ đồ khối như hình vẽ. Tín hiệu
đầu vào có dạng các xung răng cưa và được mô tả như hình vẽ.
Xác định sai số xác lập hệ thống điều khiển?
R(t)

R(s)
10

G (s) 

75( s  1)
s( s  5)( s  20)

Y(s)
Path trajectory

t
10

20

30

40

Bài 9: Hệ thống điều khiển phản lực có sơ đồ khối như hình vẽ. Biết
rằng momen quán tính I của người và thiết bị tại cánh tay là 25Kg.m2. Bộ
điều khiển có hệ số khuyếch đại là K2.
a. Xác định hệ số khuyếch đại K3 để sai số xác lập vị trí là 1cm khi tín
hiệu vào r(t)=t (m)


b. Với K3 đã được xác định ở câu a, xác định K =K1*K2 để độ vọt lố
<10%?
BĐK
R(s)
K1

Vị trí mong
muốn

K2

Vận tốc
Lực

1
Is

Y(s)

Vị trí

1
s

K3

Bài 10: Động cơ điện một chiều được mô tả bởi sơ đồ khối như hình vẽ.
Biết rằng Ra = La = J= b=1; hệ số Km = 1.
a. Xác định sai số xác lập của hệ thống khi kích thích đầu vào vận tốc
là r(t)= 1(t) và Kb=1
b. Xác định Kb để khi r(t)= 1(t) thì độ vọt lố là 15%
T(s)
R(s)

Km
Ra  La s

1
Is  b

Vận tốc
W(s)

Vị trí

1
s

Y(s)

Kb

Bài 11: Cho hệ thống kín được mô tả dưới dạng sơ đồ khối như hình
vẽ. Xác định k và a để:
+ Sai số xác lập = 0 với tín hiệu vào r(t)= 1(t)
+ Độ vọt lố của hệ thống < 5%
R(s)

Y(s)

1
s  2k
1
sa

Bài 12: Cho mô hình hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều
được mô tả dưới dạng sơ đồ khối như hình vẽ.
a. Xác định sai số xác lập theo K, Kb, Km với tín hiệu vào r(t)=1(t)
b. Cho Km=1; Kb= 0.05 hãy xác định K để sai số xác lập =1
R(s)

Vận tốc

E(s)
K

Km
s  0.01

Kb

1
s

Vị trí

Y(s)