CÂU HỎI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP CƠ ĐIỆN TỬ

Câu 1:
Phân tích rõ vị trí, vai trò của khối cơ cấu chấp hành trong hệ thống cơ điện tử,
khối cơ cấu chấp hành gồm những bộ phận nào, trình bày vai trò và đặc điểm của
từng bộ phận?
trả lời:
*vị trí,:phía sau phần điều khiển và phía trước phần công tác.
*vai trò: Nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển và cung cấp năng lượng cho
phần công tác.
*Cấu trúc cơ bản gồm 2 phần là bộ phận dẫn động và bộ phận truyền động.
_
+ Bộ phận dẫn động gồm các loại động cơ để tạo ra chuyển
động( động cơ điện, đc thủy lực khí nén,…);
+ Bộ phận truyền động để truyền và biến đổi chuyển động(hộp giảm
tốc, băng tải, xích tải,…) gồm bộ truyền có tỷ số truyền không đổi như là bộ truyền
(bánh răng, trục vít bánh vít...) và bộ truyền có tỷ số truyền thay đổi như (cơ cấu
culit, cam, tay quay con trượt....)

CÂU 2:
Phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực


Trả lời:
* Ưu điểm:
1. truyền động được công suất cao và lực lớn(nhờ các cơ cấu tương đối đơn
giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo
dưỡng).
2. điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp (dễ thực hiện tự động hóa
theo điều kiện làm việc hay chương trình có sẵn).
3. Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc vào
nhau.
4. Có khả năng giảm khối lượng và kích thước giờ chọn áp suất thủy lực

cao.Nhờ quán tính nhở của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của
dầu có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sự bị va đập mạnh (như trong
cơ khí và điện).
5. dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của
cơ cấu chấp hành.
6. Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn. Dễ quan sát và theo dõi bằng áp kế
kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
7. Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp bằng cách dùng các phần
tử tiêu chuẩn hóa.

*Nhược điểm:
1. mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử làm giảm
hiệu suất và phạm vi hoạt động của các phần tử.
2. Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được
của chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
3. khi mới khởi động nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định vận tốc làm việc
thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.

Câu 3:
Trình bày cấu trúc cơ bản của 1 hệ thống cơ điện tử ở dạng sơ đồ khối giải thích ý
nghĩa của từng khối( nêu rõ sự ht các nguồn tín hiệu trong sơ đồ và diễn giải quá
trình hoạt động của chúng(truyền đi và được xử lí như thế nào))
Trả lời:


*Sơ đồ khối của hệ thống cơ điện tử:

*Phần công tác: là phần trực tiếp tạo ra các thao tác công nghệ (hàn, cắt, sơn
phủ…chạy dao máy tiện, cánh tay robot công nghiệp…)
*Cơ cấu chấp hành gồm 2 phần là dẫn động và truyền động. Dẫn động là các loại

động cơ tạo ra nguồn chuyển động (động cơ điện, động cơ thủy lực khí nén…).
Truyền động là truyền và biến đổi chuyển động(dạng chuyển động và tốc độ
chuyển động).


*Mô hình hóa xác định các thông số động học và động lực học của phần công tác,
xác định ra các thông số trạng thái phục vụ cho việc viết các chương trình điều
khiển.
*Bộ điều khiển lưu trữ chương trình điều khiển, phát tín hiệu trực tiếp tác động
lên khâu chấp hành để điều chỉnh năng lượng cho phần công tác, giúp cho phần
công tác thực hiện đúng quy trình công nghệ mong muốn.
*Hệ thống đo để giám sát quá trình vận hành của hệ thống và tác động bên ngoài
của môi trường, đảm bảo cho việc chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho việc hiệu chỉnh
điều khiển.
Sự hình thành các nguồn tín hiệu trong sơ đồ: từ ý tưởng mục đích thiết kế để
làm gì ta đi thiết kế cấu trúc phần công tác. Mô hình hóa thiết kế bằng bản vẽ, mô
hình toán( xác định thông số động học và động lực học). Lưu trữ chương trình qua
các thông số trong bộ điều khiển. Bộ điều khiển phát tín hiệu cho cơ cấu chấp
hành hoạt động theo các thông số đã được lưu trữ. Cơ cấu chấp hành cung cấp
năng lượng cho phần công tác hoạt động. Hệ thống đo gồm các sen sơ thu thập tín
hiệu từ môi trường kiểm soát vị trí, vận tốc, gia tốc và lực của phần công tác. Bên
cạnh đó còn xác định các thông số, đại lượng tác động ảnh hưởng từ môi trường
bên ngoài và phản hồi trở lại bộ điều khiển. Tín hiệu để tương thích của bộ điều
khiển cần các yêu cầu:biến đổi AD từ tín hiệu tương tự sang số(analog  digital).
Khuếch đại đủ lớn để bộ điều khiển nhận dạng.Lọc để lọc tín hiệu nhiễu.truyền
dẫn ghép nối với sóng cao tần có năng lượng lớn sau đó tách tín hiệu(điều chếtách sóng) trường hợp cần truyền dẫn không dây(trung tâm điều khiển xa phần
công tác). Bộ điều khiển tiếp nhận từ hệ thống đo, so sánh tín hiệu ở hệ thống cũ
sai lệch sang tính toán hiệu chỉnh.

Câu 4:

Phân tích vị trí vai trò của hệ thống đo trong các hệ thống cơ điện tử ,để thông tin
phản hồi tương thích với bộ điều khiển thì hệ thống đo phải đảm bảo các quá trình
biến đổi tín hiệu như thế nào? Trình bày lí do phải có các quá trình đó?
Trả lời:
*Vị trí của hệ thống đo: ở sau khối thao tác công nghệ và ở phía trước bộ điều
khiển.
*Vai trò: giám sát quá trình vận hành của hệ thống và tác động bên ngoài của môi
trường; đảm bảo việc chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho việc hiệu chỉnh điều khiển.
* để thông tin phản hồi tương thích với bộ điều khiển thì hệ thống đo phải đảm bảo
các quá trình biến đổi tín hiệu theo các yêu cầu sau:biến đổi AD từ tín hiệu tương
tự sang số(analog  digital). Khuếch đại đủ lớn để bộ điều khiển nhận dạng.Lọc
để lọc tín hiệu nhiễu.truyền dẫn ghép nối với sóng cao tần có năng lượng lớn sau


đó tách tín hiệu(điều chế-tách sóng) trường hợp cần truyền dẫn không dây(trung
tâm điều khiển xa phần công tác). Bộ điều khiển tiếp nhận từ hệ thống đo, so sánh
tín hiệu ở hệ thống cũ sai lệch sang tính toán hiệu chỉnh.

Câu 5
Trình bày khái niệm, nguyên lí hoạt động, phân loại và đặc tính cơ bản của động
cơ bước?
Trả lời:
*khái niệm: Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng
khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động
cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời
rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto
có khả năng cố định rôto vào các vị trí cần thiết.
*) Nguyên lý hoạt động cơ bản?
Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước
nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ các bộ

chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần
số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng
như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số
chuyển đổi.
*) Có những loại nào?


Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: Động
cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ.
*) Nêu đặc điểm và các đặc tính cơ bản của động cơ bước?
Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành
đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng
số.
Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng
dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác. Ví dụ: Điều khiển robot, điều
khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc,
điểu khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong
các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy
bay...
Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, ổ
đĩa mềm, máy in...
-Có 5 đặc tính cơ bản:
1-Không chổi than
2-Độc lập với dải
3-Mômen giữ
4-Điều khiển vị trí vòng hở
5-Đáp ứng tốt
Câu 6:
trình bày khái niệm,nguyên lí hoạt động,phân loại và các đặc tính cơ bản của
động cơ servo?

Trả lời:
*Động cơ servo:-Đ/cơ sevor được đk bằng xung,có hồi tiếp vị trí,vận tốc và gia
tốc. Đ/cơ servo đạt được công suất lớn và không bỏ bước như động cơ bước.Nó có


thể dừng tức thời và gia tốc nhanh theo cả 2 hướng với quán tính nhỏ,loại động cơ
này tổn hao rất nhỏ. Đ/cơ cho phép đk đồng thời vị trí,vận tốc và mômen xoắn.
*Nguyên lý hoạt động: là thiết bị điều khiển bằng chu trình kín. Từ tín hiệu hồi
tiếp vị trí/ vận tốc hệ thống điều khiển số sẽ được hoạt động của 1 động cơ servo.
Để quay động cơ, tín hiệu số được gới tới mạch điều khiển. Tín hiệu này khởi động
động cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế. Vị trí của trục vôn kế cho biết
vị trí trục ra của servo.Khi vôn kế đạt được vị trí mong muốn, mạch điều khiển sẽ
tắt động cơ.Hoạt động của động cơ: khi động cơ servo được dùng để điều khiển
tăng tốc độ , chúng cần nguồn cung cấp cho tải khi tăng hoặc giảm gia tốc và
dùng điều khiển vị trí khi mà thiết bị encoder feetback về. Nhờ tín hiệu này mà ta
có thể biết được để điều khiển chính xác công suất và vị trí cho thiết bị
*Phân loại động cơ servo: Ngoài servo kích thước chuẩn dùng trong robot và mô
hình điều khiển vô tuyến cón có các loại servo R/C khác: Servo tỉ lệ ¼ / tỉ lệ lớn
(quarter-scale / large-scale servo):kích thước gấp khoảng 2 lần servo chuẩn, công
suất lớn hơn rõ, được dùng trong các mô hình máy bay lớn nhưng cũng có thể làm
động cơ công suất tốt cho robot. Servo nhỏ (mini-micro servo):kích thước nhỏ hơn
khoảng 2 lần so với servo chuẩn, không mạnh bằng servo chuẩn, dùng ở những
không gian hẹp trong mô hình máy bay hay xe hơi. Servo tời buồm(sail minch
servo):mạnh nhất, dùng để điều khiển các dây thừng củabuồm nhỏ và buồm chính
trong mô hình thuyền buồm. Servo thu bộ phận hạ cánh(landing-gear retraction
servo):dùng để thu bộ phận hạ cánh trong mô hình máy bay vừa và lớn. Thiết kế
bộ phận hạ cánh thường đòi hỏi servo phải đảm bảo góc quay ít nhất là 170 o.Các
servo này thường nhỏ hơn kích thước chuẩn vì không gian giới hạn trong mô hình
máy bay.
*Đặc tính cơ bản của động cơ servo:Moment xoắn: 2.07 kg.cm; Điện áp sử dụng:

24 VDC;Nhiệt độ vận hành: 0->60 0C; Tốc độ quay tối đa: 3000->4000min -1. Điện
kháng(La):0.6mH\; Hệ số dòng điện : 6.5A; Moment quán tính :
1.64*10-4kg.m2

Câu 7:
các đặc điểm nhận biết 1 sp cơ điện tử. trình bày vai trò của liên hệ ngược trong
hệ thống cơ điện tử, cách thức thiết lập liên hệ ngược những lợi ích mà nó mang
lại?
Trả lời:


*các đặc điểm nhận biết 1 sp cơ điện tử
• hệ servo: tồn tại ít nhất một liên hệ ngược( hệ kín có phản
hồi)
• đảm bảo 3 chức năng chính: động học, động lực học,cơ điện
tử.
• có sự kết hợp các thành phần cơ,điện,điện tử…
• tích hợp hữu cơ: phần nọ bổ trợ cho phần kia các bộ phận có
liên quan với nhau
* vai trò của liên hệ ngược trong hệ thống cơ điện tử: phản hồi thông tin từ phần
công tác về bộ điều khiển,do có liên hệ ngược nên các bộ phận tron hệ thống cơ
điện tử có mối quan hệ mật thiết với nhau có mối tương tác qua lại giữa các thành
phần qua đó tạo ra những sản phẩm có độ chính xác cao, thời gian đáp ứng nhanh
hơn so với các hệ cơ khí đơn thuần…
*cách thức thiết lập liên hệ ngược:
• dùng mô hình hóa để tính toán các tín hiệu điều khiển đặt vào chương trình
trong bộ điều khiển liên hệ ngược sẽ được so sánh với tín hiệu đặt.
• dùng phản hồi thông tin trực tiếp từ không gian công tác bằng cách sử dụng
các sensor.
*lợi ích mà nó mang lại:

• điều khiển chính xác hoạt động khâu công tác theo đúng quĩ đạo mong
muốn
• không cần can thiệp vào phần cứng mà chỉ cần tác động vào phần mềm
• tính kinh tế thì đừng hỏi……(chỗ này mọi người phát huy khả năng chém
gió nhé)
Câu 8:


trình bày những nguyên lý cơ bản của van servo kiểu vòi phun bản chắn, cách
thiết lập điểm o cho bản chắn?
trả lời:

* Nguyên lý cơ bản của van servo kiểu vòi phun chắn:
1 - Đưa vào cuộn dây một dòng điện để động cơ mô men tác động lên mặt rotor
một mô men quay (M1), làm càng đàn hồi di chuyển bản chắn lại gần một trong hai
miệng vòi phun. Áp lực tăng do khe hở giảm làm giảm lưu lượng qua vòi phun
này, buồng cấp dầu cho vòi phun bị chặn có áp suất tăng lên. Lượng chênh áp trong
các buồng của van trượt thủy lực cấp 2 làm di chuyển lõi trụ trượt mở đường cấp A
hoặc B tới xy lanh công tác.
2 - Lõi trụ trượt di chuyển làm cong càng đàn hồi tạo ra một mô men M 2 chống lại
M1. Đây là tín hiệu phản hồi cần có của hệ điều chỉnh servo, khi M 2 bằng với M1
trụ trượt nằm ở vị trí cân bằng và duy trì lưu lượng tới buồng làm việc của xy lanh
công tác.
3 - Nếu ngắt điện khỏi động cơ mô men, mô men M 1 mất theo, càng đàn hồi duỗi
ra do đàn hồi và bị vòi phun đẩy về vị trí trung gian như ban đầu nên M 2 cũng


không còn, 2 lò xo xác định vị trí điểm 0 của lõi trụ trượt tác động đem trụ trượt về
vị trí trung gian. Hai vòi phun có lưu lượng cân bằng trở lại, hai buồng chứa có áp
cân bằng cũng góp phần đẩy con trượt di chuyển về trạng thái trung gian ngắt hết

các đường A, B nên không có dầu tới xy lanh công tác. Quá trình chuyển động
thực hiện xong một chu kỳ ứng với 1 lần cấp nguồn cho động cơ mô men. Nếu
hành động cấp nguồn xảy ra liên tục thì chuyển động cũng liên tục và ngược lại.
Có thể thấy nếu không nhờ có liên hệ ngược chuyển động A hay B đã được phát
động có tốc độ phụ thuộc vào sự cân bằng của M1 và M2 khó duy trì do vị trí con
trượt di động liên tục.
Câu 9:
giải thích sự khác nhau của đặc tính chuyển động khi xây dựng bằng lí thuyết và
thực nghiệm.
trả lời:
*đặc tính chuyển động khi xây dựng bằng lí thuyết: dựa trên quan hệ động học và
động lực học mô hình được xây dựng là mô hình liên tục.
Vd: mô hình con lắc lò xo,hệ cơ,giảm chấn…. ta sẽ thiết lập được phương trình vi
phân và tìm được nghiệm của nó.
*xây dựng mô hình bằng thực nghiệm (nhận dạng) thông qua phép đo đạc mà suy
ra các mối quan hệ đầu vào/đầu ra quan hệ nhận được là rời rạc vì phải chia
đối tượng ra để đo.

kết luận: 2 mô hình lý thuyết và thực nghiệm tuy có những điểm khác nhau như
vậy nhưng giữa chúng có mối tương quan rõ nét bởi vì khi có mô hình xây dựng
bằng lí thuyết ta phải kiểm chứng nó phải đúng trên thực tế, ngược lại mô hình xây
dựng bằng thực nghiệm đã đúng trên thực tế nhưng cũng rất cần phải dựa trên
một lí thuyết tổng quát và phải có cơ sở lý luận không thể phản bác.
Câu 10:


xây dựng phương trình vi phân mô tả chuyển động của cơ hệ 2 bậc tự do trong
trường hợp hệ tự dao động trên nền cố định
Trả lời:

Hình 2.6: Cơ hệ hai bậc tư do và mô hình lực tác dụng
(phân tích cơ hệ, chuyển động, chọn tọa độ suy rộng các bạn tự làm nhé)
Tại vị trí cân bằng tĩnh ta có :
m0 g = k1 .(∆l − ∆l1 )
(m0 + m) g = k ∆l

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng tĩnh


Động năng

T=

.
1 .2 1
m y + m0 y12
2
2

Năng lượng hao tán
.
.
1 .
1
φ = b y 2 + b1 ( y1 − y ) 2
2
2

Thế năng
Π=

1
1
k ( y − ∆l ) 2 + k1 ( y1 − y − ∆l + ∆l1 ) 2 + mgy + m0 gy1
2
2

Viết phương trình lagrange tổng quát và tính các đạo hàm riêng rồi thay vào
phương trình Lg2 sẽ tìm được phương trình vi phân.
Trình bày ứng dụng của mô hình nói trên trong kĩ thuật?
( có thể nêu nó ứng dụng trong công nghệ sản xuất ô tô xe máy hay các thiết kế cơ
khí mục đích để giảm xóc, giảm chấn động để tăng tính hoạt động ổn định và êm
cho cơ cấu khi chịu tải trọng lớn…..)

Câu 11:
Mô hình động học và mô hình động lực học có vai trò ntn trong điều khiển hệ cơ
điện tử?
Trả lời
*mô hình động học :là quan hệ giữa không gian khớp và không gian công tác
Có 2 bài toán động học là động học thuận và động học ngược trong đó bài toán
động học ngược quan trọng hơn,nhưng lại khó khăn hơn bởi vì thực chất giải bài
toán động học ngược là giải hệ phương trình đại số phi tuyến mà không thể giải
bằng giải tích.
Đầu vào bài toán động học là quĩ đạo chuyển động của phần công tác. Đầu ra là
bộ thông số động học khâu trung gian.


Vai trò:
1. Lời giải bài toán động học ngược là quĩ đạo phần công tác khi giải rat a tìm
được các thông số động học của khâu trung gian.

2. Là thông tin đầu vào cho bài toán động lực học ngược
3. Kết quả bài toán động học ngược có thể dùng làm thông tin điều khiển cho
việc điều khiển mạch chuyển vị.
*mô hình động lực học : là phương trình biểu diễn mối quan hệ lực dẫn động các
khâu với các thông số động học từng khâu. Là vấn đề tiếp theo có liên quan tới các
lực và momen cần thiết cho việc thực hiện các nhiệm vụ đã đề ra, kể cả việc bám
theo quỹ đạo cho trước trong không gian công tác
Có 2 bài toán là động lực học thuận(dễ thực hiện nhưng lại quan trọng hơn) và
động lực học ngược(khó thực hiện)
Vai trò:
Kết quả bài toán động lực học là căn cứ lựa chọn động cơ và thiết lập phương
trình điều khiển động cơ,truyền động cho các thao tác công nghệ,kiểm bền cho chi
tiết máy….
Câu 12:
trình bày điều kiện để thay thế 1 mô hình nghiên cứu = mô hình khác .trong các
trường hợp 2 mô hình được coi là đồng dạng ,và 2 mô hình được coi là tương tự ?
phạm vi ứng dụng của mỗi kĩ thuật đó?
Trả lời:
Điều kiện để thay thế 1 mô hình nghiên cứu này bằng một mô hình nghiên cứu
khác :

thỏa mãn điều kiện đồng dạng và tương tự

*trường hợp 2 mô hình được coi là đồng dạng khi thoả mãn
-điều kiện đồng dạng hình học: -kích thước dài và kích thước góc phải tỷ lệ với
nhau


-thỏa mãn điều kiện động hình học: vận tốc phải tỷ lệ với nhau.
-thỏa mãn điều kiện động lực học:lực tacsb dụng phải tỷ lệ với nhau.

*2 mô hình được coi là tương tự khi phương trình vi phân giống nhau về dạng và
điều kiện đầu phải giống nhau.

 việc thay thế khác bản chất đòi hỏi có cơ sở toán học chắc chắn là sự tương tự
về dạng của phương trình toán mô tả dạng dao động
* phạm vi ứng dụng của mỗi kĩ thuật
- Mô hình đồng dạng thường sử dụng trong kiểm tra bền đối tượng thiết kế hoặc
thay thế mô hình gốc khi không tiếp cận được mô hình gốc.
- Mô hình tương tự có thể vận dụng để cấu trúc thí nghiệm trong trường hợp thí
nghiệm với nguyên hình khó dựng hoặc tốn kém lớn.

Câu 13.
Giữa động cơ và hộp giảm tốc nối cứng , hộp giảm tốc và vitme nối khớp nối đàn
hồi hãy xác định bậc tự do của hệ thống và lập mô hình tính toán cho hệ hộp giảm
tốc 1 cấp?(sorry I can’t find where has a document to answer this question……)
Câu 14:
so sánh van servo và van tỷ lệ trên cơ sở ccch là van đảo chiều 4/3. Độ nhạy của
các van lưu lượng lớn được đảm bảo= giải pháp nào?
Trả lời
*so sánh
1. Cả van servo và van tỉ lệ được dùng cho điều khiển vô cấp vị trí, tốc độ và
lực của một cơ cấu chấp hành thủy lực, yêu cầu độ chính xác vị trí hoặc
chính xác trong điều kiện chạy và dải tần số làm việc, trong cả hai cấu trúc
vòng kín và vòng hở.


2. Trong các trường hợp cần thiết thì các van có thể được điều khiển theo nhiều
bước. Độ khuếch đại tổng bằng tích của các độ khuếch đại riêng của từng
bước. Đối với các van servo nhiều tầng, độ khuếch đại tổng có thể đạt tới
>108.

3. Van servo hay van tỉ lệ là một bộ phận của hệ thủy lực có thể sinh ra đầu ra
điều khiển được và hàm của đầu vào dạng điện. Thiết bị chuyển đổi tín hiệu
điện thành tác động vào cửa van là nam châm điện của động cơ mô men
hoặc cuộn cảm tỉ lệ.
4. Động cơ mô men chuyển dòng điện một chiều nhỏ sang mô men tác động
lên mặt rotor ở chế độ lưỡng cực trong van servo. Trong khi cuộn cảm tỉ lệ
sinh ra lực tác động đơn hướng trên hàm phần ứng di động của dòng điện
trong cuộn dây, với đặc tính duy trì lực này gần như không đổi trong dải di
chuyển con chạy (lõi trụ trượt).
5. Động cơ mô men với các giá trị dòng điện và điện cảm thấp có thời gian đáp
ứng ngắn hơn cuộn cảm servo, đặc biệt là hoạt động với dòng điện cao
nhưng sinh ra công suất cơ thấp hơn so với cuộn cảm tỉ lệ. Do đó động cơ
mô men tạo thành tầng dẫn hướng thường thấy trong các van servo, còn
cuộn cảm servo được dùng trong các van tỉ lệ tác động trực tiếp lên các con
trượt.
*Độ nhạy của các van lưu lượng lớn được đảm bảo= giải pháp nào
-Sử dụng van có phản hồi
so với van tỉ lệ không phản hồi thì loại có phản hồi có thời gian đáp ứng nhanh từ
12 – 37 ms và sai số do hiện tượng từ trể nhỏ khoảng 1%.
- Sử dụng liên hệ ngược trong hệ thống điều khiển :có ý nghĩa quyết định về độ
chính xác và độ tin cậy của thiết bị. Liên hệ ngược vị trí có thể sử dụng liên hệ cơ
khí, điện hoặc thủy lực....
Câu 15:


trình bày nguyên lý làm việc của encoder?
Trả lời:

Nguyên lý hoạt động cơ bản của encoder, LED và lỗ
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa

có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay,
chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn
led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt
thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận
được đèn led có chiếu qua lỗ hay không.
Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉ có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận
được tín hiệu đèn led, thì có nghĩa là đĩa đã quay được một vòng.


Đây là nguyên lý rất cơ bản của encoder.
Câu 16:
Trình bày phép đo tuyệt đối chu kì? Phân biệt chiều đếm tăng giảm?
trả lời :
*Đo tuyệt đối chu kỳ (đo kết hợp).

Chia toàn bộ phạm vi đường dịch chuyển thành các khoảng tăng (gia số) có độ lớn
như nhau. Trong một khoảng tăng phép đo được thực hiện theo phương pháp tuyệt
đối.
Phương pháp này dùng trong phép đo tương tự, vì độ chính xác của các vạch chia
trên thang đo có thể không đảm bảo trên một phạm vi đường dịch chuyển lớn;
Đo hành trình tương đối.
1

Đo hành trình tuyệt đối.

2

3

4

0 1 2 3 4 5 6 7 8

1

2

M

* Phân biệt chiều đếm tăng giảm
Để nhận biết chiều đếm: Sử dụng 2 tế bào quang điện 1,2 đặt lệch nhau τ/4. Trên
lưới chắn có 2 hàng vạch cũng bố trí lệch nhau τ/4. Thứ tự các xung phát ra từ 2 tế
bào quang điện lệch nhau 900. Các xung này sẽ được dẫn vào bộ chọn chiều đếm.
Bộ chọn chiều đếm;

Nguyên tắc tác dụng của bộ chọn chiều đếm:
 Khi thước đo chuyển động lần lượt xuất hiện 2 xung f1 và f2 lệch nhau 90
độ.
 Xung f1 điều khiển khâu & cho dây dẫn phải r và dây dẫn trái l.
 Xung f2 đóng vai trò là xung đếm. Chiều chuyển động được nhận biết bởi
chiều bước nhảy xung f2.
 Quá trình thước dịch chuyển sang phải: xung f2 nhảy từ 0 sang 1. Xung vi
phân f2’ là xung nhọn dương và đi qua khâu &1 theo đường r đến bộ đếm Z.
 Quá trình thước dịch chuyển sang trái: xung f2 nhảy từ 1 về 0. Xung vi phân
f2’ là xung nhọn dương và đi qua khâu &2 theo đường l đến bộ đếm Z;


Câu 17:
sự phối hợp về chuyển vị , gia tốc, vận tốc, lực… trong hệ nhiều trục đk đồng

thời ? kiểu cơ điện tử được thực hiện ntn?
Trả lời
- Lấy1 ví dụ về sơ đồ robot công nghiệp sau đó phân tích( tự chém
gió)
- Sự phối hợp về chuyển vị, vận tốc, gia tốc, lực trong hệ điều khiển
nhiều trục đồng thời dựa trên dữ liệu bài toán động lực học
Do đó kiểu cơ điện tử được thực hiện như sau:
• Thiết lập mô hình động học giải bài toán động học ngược
• Thiết lập mô hình động lực học ngược
• Sử dụng kết quả của bài toán động học ngược để giải bài
toán động lực học ngược
• Sử dụng kết quả bài toán động lực học ngược để xây dựng
chương trình điều khiển động cơ dẫn động các trục theo thời
gian thực…
Câu 18:
So sánh các yêu tố đảm bảo sự chính xác trong chuyển động chấp hành của một
hệ cơ điện tử và một hệ cơ khí truyền thống?
trả lời:
• bản chất của các yếu tố đảm bảo sự chính xác trong chuyển động chấp hành
của một hệ cơ điện tử so với hệ cơ khí truyền thống là sử dụng liên hệ
ngược( vòng phản hồi kín)
*hệ cơ điện tử


muốn điều khiển phần công tác chỉ cần can thiệp vào phần mềm (sự phản hồi,
động cơ servo…) do đó quá trình đáp ứng nhanh và kinh tế…
-độ chính xác hệ cơ điện tử đảm bảo nhờ phản hồi thông tin trực tiếp từ môi
trường công tác gồm chuyển vị,vận tốc, gia tốc…của các khâu và tay máy hihi
cho hệ cơ điện tử chỉ cần thay đổi thuật toán, chương trình điều khiển hoặc cài
đặt chương trình sẵn  đảm bảo độ chính xác lặp lại tốt hơn hệ cơ khí thuần túy.

*hệ cơ khí đơn thuần
Để đảm bảo sự chính xác cần:
• Kinh nghiệm của người vận hành
• Độ chính xác của máy móc trang thiết bị
• Không gian công tác…

muốn thay đổi dộ chính xác hệ cơ khí truyền thống phải can thiệp vào phần
cứng : bánh răng ăn khớp, độ chính xác lắp ghép, tránh rung động…
Câu 19:
chỉ ra sự tương tự giữa các đại lượng trong mô hình cơ hệ một bậc tự do và mạch
rlc.trong trường hợp mạch r-c mắc nối tiếp,sự thay đổi này thay đổi như thế nào ơ
mạch rlc mắc song song.
Trả lời:
→Ở mạch RLC nối tiếp ta áp dụng định luật Kiechop2 cho mạch có nguồn ta có:
L

+ R.i+C

nếu xem i=

=U(t).(1)

thì (1)L +R.

+ .q = U(t).

Xem lại phương trình của cơ hệ 1 bậc tự do ta có: m +b.
Do đó L=m

b=R

+ y = p(t).

k=1/C => 2 mô hình này là tương thích nhau


Nếu mạch RLC mắc song song thì theo định luật kiechop 1 cho mạch có nguồn ta
có :
i1+i2+i3=i(t).<=> C

+1/R.U +1/L

=i(t)

Đạo hàm 2 vế phương trình theo t ta có: C + 1/R

+1/L.U=

So sánh với hệ cơ ta có m=C b=1/R k=1/L do đó 2 hệ này là tương tự.
Câu 20.
Trình bày khái niệm vai trò phân tích ưu nhược điểm của plc
Trả lời:
*khái niệm: PLC là thiết bị điều khiển logic khả trình (Program Logic Control), là
loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua 1
ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số.
Cũng như các thiết bị lập trình khác, hệ thống lập trình cơ bản của PLC bao gồm
2 phần: khối xử lý trung tâm (CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O)
*ưu điểm
Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu dùng rơ le.
- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chương trình (phần mềm)

điều khiển.
- Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống.
- Nhiều chức năng điều khiển.
- Tốc độ cao.
- Công suất tiêu thụ nhỏ.
- Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt.
- Có khả năng mở rộng số lượng đầu vào/ra khi nối thêm các khối vào/ra chức
năng.
- Tạo khả năng mở ra các lĩnh vực áp dụng mới.
- Giá thành không cao.
Chính nhờ những ưu thế đó, PLC hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệ
thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất lượng và sự


đồng nhất sản phẩm, tăng hiệu suất , giảm năng lượng tiêu tốn, tăng mức an toàn,
tiện nghi và thoải mái trong lao động. Đồng thời cho phép nâng cao tính thị
trường của sản phẩm.
Nhược điểm:

Câu 21.
Định nghĩa mô hình?nêu một số dạng mô hình hay gặp trong kĩ thuật,ý nghĩa của
việc mô hình hóa trong các bài toán cơ điện tử.
Trả lời:
* Định nghĩa mô hình: Mô hình là một thể hiện bằng thực thể hay bằng khái niệm,
một số thuộc tính và quan hệ đặc trưng của nguyên hình nhằm:
1. Làm đối tượng quan sát thay cho nguyên hình.
2. Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) về nguyên hình.
* nêu một số dạng mô hình hay gặp trong kĩ thuật
Các loại mô hình thường sử dụng trong kĩ thuật để mô tả đối tượng thiết kế rất
đa dạng nhưng có mấy dạng cơ bản như sau:

a. Mô hình trích mẫu: Là tập hợp các cá thể lấy ra từ một tổng thể, để
hình thành một tập mẫu, chúng được nghiên cứu bằng quy luật thống
kê toán học để xác định số lượng cá thể cần thiết có thể đại diện cho
nguyên hình với độ chính xác yêu cầu. Mô hình trích mẫu hay dùng
trong kiểm tra chất lượng sản phẩm.
b. Mô hình đồng dạng: Hai mô hình được gọi là đồng dạng khi các đại
lượng vật lí cùng tên của chúng tỉ lệ với nhau, đồng dạng hình học khi
các kích thước dài và kích thước góc tỉ lệ nhau, đồng dạng động hình
học khi vận tốc tỉ lệ với nhau, đồng dạng động lực học khi lực tỉ lệ với


nhau. Mô hình đồng dạng thường sử dụng trong kiểm tra bền đối
tượng thiết kế hoặc thay thế mô hình gốc khi không tiếp cận được mô
hình gốc.
c. Mô hình tương tự: Hai thực thể khác nhau về bản chất vật lí được gọi
là tương tự khi trạng thái của chúng được mô tả bằng cùng một hệ
phương trình vi phân và điều kiện đơn trị. Mô hình tương tự có thể
vận dụng để cấu trúc thí nghiệm trong trường hợp thí nghiệm với
nguyên hình khó dựng hoặc tốn kém lớn.
d. Mô hình toán học: Ba mô hình nói trên đều ở dạng các thực thể vật lí,
mô hình toán học là mô hình khái niệm, nó tồn tại dưới dạng cấu trúc
hay hệ thức toán học. Mô hình toán học dùng để thiết kế đối tượng
trên máy tính thông qua việc khảo sát đến cùng để xác định thông số
thiết kế tối ưu.
e. Mô hình lược tả: Là mô hình biểu diễn bằng hình học trực quan
những thuộc tính quan hệ nào đó (những thuộc tính này có thể là hình
học hay phi hình học, ví dụ mô yình nguyên tử là mô hình mang ý
nghĩa hình học, sơ đồ khối mô tả thuật toán để lập trình trên máy tính
không mang ý nghĩa hình học).
* ý nghĩa của việc mô hình hóa trong các bài toán cơ điện tử.

Việc mô hình hóa được các hệ có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong các bài toán cơ
điện tử :
Từ dạng mô hình hóa tìm được giả sử là khi ta lập được phương trình vi phân
chuyển động của hệ  biến đổi qua không gian Laplace hàm truyền của hệ
thống xét được các đặc tính của hệ thống như độ ổn định,độ sai lệch tĩnh là các
bài toán của môn lý thuyết điều khiển tự động…..
Tự sáng tạo nhé!


Câu 22.
Có mấy dạng mô hình toán dùng để phân tích và thiết kế hệ thống ?trong số đó
dạng nào là quan trong nhất?tại sao? Tại sao phải sử dụng các dạng khác nhau
như vậy?
Trả lời:
* các dạng mô hình toán dùng để phân tích và thiết kế hệ thống:
1. phương trình vi phân
2.dạng hàm truyền
3.dạng phương trình không gian trạng thái
→Dạng quan trọng nhất: phương trình vi phân vì: ptvp là phương trình mô tả đầy
đủ nhất trạng thái của 1 hệ thống mà từ đó tìm được các thông số liên quan từ
ptvp ta có thể suy ra các phương trình khác
→Sử dụng các dạng khác vì: việc giải phương trình vi phân là khó khăn do đó
chuyển sang hàm truyền và pt không gian trạng thái là giải hiệu quả hơn.

Câu 23.
những thay thế về mặt hình thức bằng hệ cùng bản chất và những thay thế về mặt
hình thức khác bản chất ?cơ sở để đảm bảo sự tương thích trong việc làm này?
Trả lời:
*Hệ cùng bản chất: thay thế 1 hệ bằng 1 hệ cùng bản chất (ví dụ như cơ cấu giảm
sóc thật với mô hình giảm sóc) .cơ sở để đảm bảo sự tương thích trong việc này đó

là đảm bảo về tỉ lệ đồng dạng.
*Hệ khác bản chất: phân tích mô tả hệ ban đầu bằng các thành phần khác bản
chất.
Vd: L m
R b
1/Ck
* Cơ sở để đảm bảo cho sự tương thích đó là : đảm bảo phương trình toán mô tả
hệ đó.
Câu 24.
Phân tích ưu nhược điểm của chuyển động khí nén?


Trả lời:
*Ưu điểm :
-Tính đồng nhất giữa phần I và P (điều khiển và chấp hành) nên bảo dưỡng sửa
chữa ,tổ chức kỹ thuật đơn giản,thuận tiện
- Không yêu cầu cao đặc tính kỹ thuật của nguồn năng lượng
- Khả năng quá tải lớn của động cơ khí
- Độ tin cậy khá cao ít trục trặc kỹ thuật
- Tuổi thọ lớn
- Tính đồng nhất năng lượng giữa các cơ cấu chấp hành và các phần tử chức năng
báo hiệu,kiểm tra,điều khiển nên làm việc trong môi trường rễ nổ ,và đảm bảo môi
trường sạch vệ sinh
- Có khả năng truyền tải năng lượng xa,bởi vì độ nhớt động học khí nén nhỏ và tổn
thất áp suất trên đường áp suất ít
- Do trọng lượng của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ,hơn
nữa khả năng giãn nở áp suất khí lớn,nên truyền động có thể đạt vận tốc rất cao.
*Nhược Điểm :
- Thời gian đáp ứng chậm so với điện tử
- Khả năng lập trình kém vì cồng kềnh so với điện tử,chỉ điều khiển theo

chương trình có sẵn.Khả năng điều khiển phức tạp kém
- Khả năng tích hợp hệ điều khiển phức tạp và cồng kềnh
- Lực truyền tải trọng thấp
- Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn gây tiếng ồn
- Không điều khiển được quá trình trung gian giữa 2 ngưỡng

Câu 25.
trình bày sơ lược về cấu trúc, tín hiệu và kiểu điều khiển của hệ thống điều khiển
khí nén và thủy lực?
trả lời:
* Hệ thống điều khiển khí nén và thủy lực bao gồm các phần tử điều khiển và cơ
cấu chấp hành được nối kết với nhau thành hệ thống hoàn chỉnh để thực hiện
nhiệm vụ theo yêu cầu đặt ra.hệ thống được mô tả (như hình vẽ).