Đề thi môn học tự động hóa

TRƯỜNG ĐHBK – ĐHQG TP.HCM
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO P.F.I.E.V
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ( ĐKTĐ )

ĐỀ THI
MÔN HỌC : TỰ ĐỘNG HÓA & ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU
MÃ MH 409701

Ngày thi : 28-12-2016, HKI - NH 2016-2017
Thời gian 90 phút .
SV được sử dụng tài liệu Lý thuyết ĐKTĐ, SLIDE bài giảng & Bài tập ĐKTĐ
Câu 1: ( 3 điểm )
Một hệ thống điều khiển có sơ đồ ở hình 1 với G(s) là hàm truyền đối tượng
G ( s) 

K (s  b)
e  dS
s ( s  a )( s  c )

K=1600 ; a=40 ; b= 25; c=250 ; d=0.6
1. Vẽ biểu đồ Bode biên độ & Bode pha và xét ổn định hệ kín trước khi hiệu
chỉnh Gc(s)=1.
2. Thiết kế khâu hiệu chỉnh trễ pha Gc(s) sao cho hệ kín ổn định đạt yêu cầu
Kv=40, độ dự trữ pha và độ dự trữ biên GM≥4db.
r(t)

Gc(s)

G(s)

c(t)

Hình 1

Câu 2: ( 2 điểm )
Xét hệ thống điều khiển có sơ đồ ở hình 1:
=
r(t)=1(t) là hàm nấc đơn vị
1. Thiết kế Gc(s) là khâu hiệu chỉnh PID để đáp ứng ra có hệ số tắt bằng 0.707
và tần số dao động tự nhiên bằng 10 rad/ sec & hệ có một cực tại -25.
2. Thiết kế khâu hiệu chỉnh PID theo ITAE. Đánh giá và so sánh chất lượng
điều khiển đối với hai phương pháp trên.
1


Câu 3: ( 3 điểm )
Một hệ rời rạc được mô tả bởi phương trình sai phân bậc hai dưới đây :
2c(n+2)-5c(n+1)+c(n)= e(n+1)+3e(n)
Chu kỳ lấy mẫu Ts=0.1 sec ; sai lệch e(n)=r(n) – c(n); r(n)= 1(n)
1. Thành lập hệ phương trình trạng thái cho hệ hở với tín hiệu vào là sai lệch
e(n), tín hiệu ra là c(n), với hai biến trạng thái x1(n) & x2(n).
2. Hệ hồi tiếp trạng thái với e(n)=r(n) - Kx(n), hãy tính giá trị vector K theo
phương pháp phân bố cực để hệ kín có đáp ứng ra dao động tắt dần với hệ
số tắt =0.707 & tần số dao động tự nhiên .
3. Tính đáp ứng ra c(n) với tín hiệu vào r(n)=1(n) & điều kiện ban đầu bằng
không với K đã tìm được ở mục 2.
Đánh giá tính ổn định của hệ hở ở mục 1 và hệ kín sau hồi tiếp ở mục 2.
Câu 4: ( 2 điểm )
Cho hệ thống điều khiển tự động rời rạc ở hình 2:
e(t)

D(Z)

ZOH

G(s)

c(t)

r(t)

T
Hình 2

T = 0.1 sec ; a = 5; b = 0.2
K = 10 ; r(t) = 1(t)
1. D(z) = K. Xác định K từ điều kiện sai số xác lập bằng 2% & 5%.
2. Thiết kế khâu hiệu chỉnh D(z) sao cho hệ kín đạt sai số xác lập bằng 0 và
có đáp ứng ra dao động tắt dần có hệ số tắt =0.707 & tần số dao động tự
nhiên .

2