Đề cương ôn tập Điều khiển số

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ĐIỀU KHIỂN SỐ
Câu 1
Câu hỏi: Khái niệm hệ thống điều khiển số. Vẽ sơ đồ cấu trúc và phân tích
chức năng các phần tử
Câu 2
Câu hỏi: Trình bày quy trình lấy mẫu và giữ mẫu. Phương pháp xây dựng
hàm truyền của hệ thống điều khiển số

1
3

Câu 3
Câu hỏi: Trình bày cách tìm đáp ứng thời gian của hệ thống theo phương
pháp chia dài
Câu 4
Câu hỏi: Phân tích phương pháp xét tính ổn định theo miền nghiệm z

4
5

Câu 5
Câu hỏi: Phân tích phương pháp xét tính ổn định theo tiêu chuẩn Jury

6

Câu 6
Câu hỏi: Phân tích phương pháp xét tính ổn định theo tiêu chuẩn RouthHurwitz

8

Câu 7

Câu hỏi: Trình bày về bộ điều khiển dead-beat

9

Câu 8
Câu hỏi: Trình bày về bộ điều khiển Dahlin

10

Câu 9
Câu hỏi: Trình bày về bộ điều khiển PI

11

Câu 10
Câu hỏi: Trình bày về bộ điều khiển PD

11

Câu 11
Câu hỏi: Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc trực chuẩn

12

Câu 12
Câu hỏi: Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc không trực chuẩn

15

Câu 13

Câu hỏi: Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc song song

17

Câu 14
Câu hỏi: Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc nối tầng

18

1


Câu 1 Khái niệm hệ thống điều khiển số. Vẽ sơ đồ cấu trúc và phân tích chức năng
các phần tử
-Khái niệm: Các hệ thống điều khiển số hay cong gọi là các hệ thống điều khiển dữ liệu
lấy mẫu làm việc với các tín hiệu rời rạc theo thời giạn.
- Các hệ thống điều khiển số khác với các hệ thống điều khiển tương tự trong đó các tín
hiệu là liên tục theo thời gian.
-Vẽ sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển số:

2


Câu 1: Khái niệm hệ thống điều khiển số. Vẽ sơ đồ cấu trúc và phân tích chức
năng các phần tử
* Khái niệm: Hệ thống điều khiển số hay còn gọi là các hệ thống điều khiển dữ liệu lấy
mẫu làm việc với các tín hiệu rời rạc theo thời gian. Hệ thống điều khiển số gồm cả phần
cứng và phần mềm. Một máy tính số sau khi được lập trình có thể được sử dụng như một
bộ điều khiển số. Máy tính số được bao hàm các thiết bị tính toán được xây dựng từ các
hệ vi điều khiển công nghiệp hay máy tính cá nhân

* Phân biệt:
- tín hiệu tương tự: tín hiệu liên tục theo thời gian ( điện, áp suất, nồng độ, … )
giá trị xác định tại bất kỳ thời gian
- tín hiệu số: tín hiệu rời rạc theo quy luật nhất định ( theo dòng luật mã hóa – mã nhị
phân ) có ít nhất 1 tín hiệu truyền trong hệ thống là tín hiệu xung, số
giá trị xác định tại 1 thời gian nhất định ( có tính chu kỳ )
* Cấu trúc

- Giá trị đặt: hình a giá trị đặt là giá trị tương tự có thay đổi từ bên ngoài qua 1 biến trở,
hình b giá trị đặt là giá trị số có thể được đặt cứng trong máy tính số
- ADC ( Analog to Digital Converter ) : bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số, được
dùng để chyển tín hiệu sai lệch tương tự sang tín hiệu số thuận tiện cho việc xử lý bằng
máy tính số
- DAC ( Digital to Analog Converter ) : bộ chuyển đổi hiệu số sang tương tự, được ghép
nối với đầu ra số của máy tính số để điều khiển thiết bị chấp hành vì đối với nhiều thiết bị
chấp hành tín hiệu điều khiển đầu vào của các thiết bị này là tín hiệu tương tự
- Máy tính số: hệ thống vi xử lý, vi điều khiển, PC, … Là trung trâm của hệ thống điều
khiển chưá phần mềm điều khiển, phần mềm này gọi là phần mềm điều khiển
- Đối tượng điều khiển:
-Cảm biến: các cảm biến nhận giá trị phản hồi

3


Câu 2 Trình bày quy trình lấy mẫu và giữ mẫu. Phương pháp xây dựng hàm truyền
của hệ thống điều khiển số
* Quy trình lấy mẫu và giữ mẫu
- lấy mức càng nhỏ -> tín hiệu số thu được càng gần giống với tín hiệu tương tự

- qua bước lấy mẫu -> dạng tín hiệu bị biến đổi, không còn ý nghĩa khi lấy vi phân, tích

phân
- sau khi lấy mẫu, tín hiệu sẽ là không xác định
- giữ mẫu theo nhiều cách
+ gán tất cả giá trị của tín hiệu R(T) (T -> T+1) = R(T)
-> giữ mẫu bậc 0
+ R(T) = R(T) + a(t) ( R(T) + a(t) bộ nội suy )
a = ( R(T+1)-R(T) ) / T
=> giữ mẫu bậc 1
Bậc của bộ nội suy càng cao -> độ chính xác của tín hiệu lấy mẫu với giữ mẫu càng gần
với r(t) tuy nhiên độ phức tạp tăng -> chỉ sự dụng bộ giữ mẫu bậc 0

4


Câu 3 Trình bày cách tìm đáp ứng thời gian của hệ thống theo phương pháp chia dài
Phương pháp : lấy mẫu số chia cho tử số để thu được một chuỗi lũy thừa
Giả sử ta có

Thực hiện

=

5


Câu 4 Phân tích phương pháp xét tính ổn định theo miền nghiệm z

6

Câu 5 Phân tích phương pháp xét tính ổn định theo tiêu chuẩn Jury

7


8


Câu 6 Phân tích phương pháp xét tính ổn định theo tiêu chuẩn Routh-Hurwitz

9


Câu 7 Trình bày về bộ điều khiển dead-beat

10


Câu 8 Trình bày về bộ điều khiển Dahlin

11


Câu 9 Trình bày về bộ điều khiển PI

Câu 10 Trình bày về bộ điều khiển PD

12

Câu 11 Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc trực chuẩn

13


14


Đầu chương trình
- Khai báo biến toàn cục ;

U k ,ek , rk , rk −1 , rk −2 ,....
- CT con D(z)

15


Câu 12 Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc không trực chuẩn

16


Đầu chương trình
- Khai báo biến toàn cục :

U k ,U k −1 ,U k −2 ,....
ek ,ek −1 ,ek −2 ,....
- CT con D(z)

17

Câu 13 Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc song song

Sơ đồ D1

Sơ đồ D2

Khai báo

ek , r1 k , r2 k , r2 k −1 , r1 k −1 ,uk

18


Câu 14 Trình bày về thực thi bộ đk theo cấu trúc nối tầng
m

D(z)=P(z). π .Q j ( z )
∂=1

P(z): khâu qt bậc 1 P( z ) =

Q(z): khâu qt bâc 2

1 + α . z −1
1 + α .z −1
P
(
z

)
=
1 + β . z −1
1 + β .z −1

Q( z ) =

aio + a j1.z −1 + a j 2 .z −2
bio + b j1.z −1 + b j 2 .z −2

Sơ đồ

19


Khai báo: e , r , r
,r r
,r
, uk
k Pk Pk −1 Qk Qk −1 Qk − 2

20