thiết kế hệ thống cơ điện tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC PHẦN: TKHTCĐT

Học kỳ: 2AB
Nămhọc:2020-2021
Mã HP: ME 5511

Mã đề : 01.
Họ và tên sv: Nguyễn Xuân Mạnh

MSSV: 20170819 Mã lớp:

Ngày ……/……/……..
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ
(ký, ghi rõ họ tên)

Chữ ký sv: ……….

NGƯỜI RA ĐỀ
(ký, ghi rõ họ tên)
GVCC.TS Nguyễn Trọng Doanh

Câu 1. (3 điểm) Hàm truyền là gì? Tại sao phải xác định hàm truyền?
Hãy xác định hàm truyền của hệ cơ cấu chấp hành sau:
U

Trong đó: là mơ mem kéo của động cơ và góc quay của trục động cơ; - mơ men từ trục động cơ
truyền sang trục thứ cấp; la mô men trên trục 2 và góc quay của trục 2, Ja, Da là quán tính và hệ
số giảm chấn của động cơ, JL, DL là quán tính và giảm chấn của tải.

Câu 2. (4. điểm) Điều khiển số là gì ? Tại sao phải sử dụng điều khiển số? Cho hàm truyền của
thiết bị điều khiển tương tự :
Hãy xác định hàm điều khiển số thay thế cho thiết bị này.
Câu 3 (3 điểm) Điều khiển lơ gic là gì? Khơng có điều khiển lơ gic có được khơng? Hãy sử
dụng PLC S7 – 300 để lập trình điều khiển cho hàm sau:

Ghi chú: Được phép sử dụng tài liệu

BÀI LÀM


Câu 1:
1.Hàm truyền là gì?
- Hàm truyền của hệ thống là tỷ số của tín hiệu ra với tín hiệu vào của hệ
thống đó biểu diễn theo biến đổi Laplace với điều kiện dầu vào bằng 0
- Dạng tổng quát của hàm truyền :
Trong đó :
Thơng thường m ≤ n
Khi B(s)=0 ta có các điểm zero
Khi A(s)=0 ta có các điểm cực, các nghiệm này sẽ quyết định trực tiếp tới tính
chất của hệ A(s)=0 gọi là phương trình đặc trưng của hệ thống
2.Tại sao phải xác định hàm truyền?
- Hàm truyền mô tả động lực học của hệ thống . Nhờ việc tìm hàm truyền ta
xác định được tính ổn định của hệ thống, xác định được các thông số sai
lệch, từ đó thiết kế được bộ điều khiển.
3.Tìm hàm truyền
Mơ hình hóa động cơ ta được

Suất điện động ngược:


Momen động cơ tỉ lệ thuận với dòng điện phàn ứng:

Ta có:
(1)
Ta có :
(2)
Thay (2) vào (1)






Ta có :
(1)
Momen động cơ điện sinh ra tỉ tệ thuận với dòng điện :

(Z là tổng trở của động cơ)
Gọi hiệu suất truyền của động cơ lên trục là 

Từ (1) ta có:




Câu 2:
1.Điều khiển số là gì?
- Điều khiển số là trên 1 hệ thống điều khiển mà mỗi hành trình điều khiển
được điều khiển theo số, mỗi thông tin đơn vị ứng với một di chuyển dán

đoạn của cơ cấu chấp hành. Đại lượng này có tên gọi là giá trị xung. Cơ cấu
chấp hành có thể dịch chuyển với một đại lượng bất kì kq tương ứng với giá
trị của xung q
2.Tại sao phải sử dụng điều khiển số?
- Vì điều khiển số có ưu điểm nổi bật:
 Các chương trình phần mềm cho phép tối ưu hóa điều khiển, thay đổi
các thơng số điều khiển dễ dàng
 Điều khiển số được thực hiện trên cùng một thiết bị phần cứng có thể
sử dụng cho nhiều ứng dụng
 Trao đổi và truyền đạt thông tin dễ dàng, chống nhiễu tốt
 Điều khiển số đơn giản, tốn ít năng lượng
3.Xác định hàm điều khiển số
Ta có :


Ta có phương trình vi phân dạng:



Ta có phương trình điều khiển số thay thế:
Y(k+1) = (1-T).Y(k) + 50.(0,1T-1).X(k) + 50.X(k+1)

Câu 3:
1.Điều khiển logic là gì?
- Điều khiển logic là hệ thống điều khiển được lập trình trước dựa theo những
phản hồi mong muốn của người dùng. Hệ thống điều khiển dựa vào hành vi
hoạt động, thói quen, các điều kiện trong và ngồi để lập trình hoạt động
điều khiển dựa theo mong muốn của người dùng.
- Điều khiển logic thiết bị : các thiết bị áp dụng kiểu điều khiển từ hệ thống đã
được lập trình trước đó. Nhờ đó người dùng khơng cần phải trực tiếp điều

khiển các thiết bị mọi lúc mọi nơi mà đã có hệ thống điều khiển quản lý.
2.Khơng có điều khiển logic có được khơng?
 Theo em, khơng có điều khiển logic vẫn được, ta có thể điều khiển bằng
nhiều phương pháp khác (không tối ưu bằng)như điều khiển tương tự, điều
khiển số…
3.Lập trình điều khiển
Ta có:





SME.EDU - Mẫu 6.a

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ

Học kỳ: 2AB
Năm học: 2020-21

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ HỌC PHẦN: TKHTCĐT

Mã HP: ME

Mã đề: 02.
Họ và tên sv:…………….………………… MSSV: ………… Mã lớp:
Ngày ……/……/……..
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ
(ký, ghi rõ họ tên)

5511

Chữ ký sv: ……….

NGƯỜI RA ĐỀ
(ký, ghi rõ họ tên)
GVCC.TS Nguyễn Trọng Doanh

Câu 1. (3 điểm) Hàm truyền là gì? Có những phương pháp nào để xác định hàm truyền ?
Hãy xác định hàm truyền của hệ cơ cấu chấp hành sau:
U

Trong đó: là mơ mem kéo của động cơ và góc quay của trục động cơ; - mô men từ trục
động cơ truyền sang trục thứ cấp; la mô men trên trục 2 và góc quay của trục 2, Ja, Da là
qn tính và hệ số giảm chấn của động cơ, JL, DL là quán tính và giảm chấn của tải.
Câu 2. (4 điểm) Điều khiển số có vai trị gì trong hệ thống cơ điện tử ? Điều khiển số có ưu
điểm gì khác so với điều khiển tương tự ?
Cho hàm truyền của thiết bị điều khiển tương tự :
Hãy xác định hàm điều khiển số thay thế cho thiết bị này.
Câu 3 (3 điểm) Điều khiển lơ gic có vai trị như thế nào trong các hệ thống điều khiển ? Thiết bị
nào có thể thực hiện được điều khiển lơ gic?
Hãy sử dụng PLC S7 – 300 để lập trình điều khiển cho hàm sau:

Ghi chú: Được phép sử dụng tài liệu

rev1