Docsity
Docsity

Prepare for your exams
Prepare for your exams

Study with the several resources on Docsity


Earn points to download
Earn points to download

Earn points by helping other students or get them with a premium plan


Guidelines and tips
Guidelines and tips

Thí nghiệm lí thuyết điều khiển, Lab Reports of Automatic Controls

bài thực hành lí thuyết điều khiển

Typology: Lab Reports

2023/2024

Uploaded on 08/02/2024

anonymaverick21
anonymaverick21 🇻🇳

1 document

1 / 29

Toggle sidebar

This page cannot be seen from the preview

Don't miss anything!

bg1
1
TRƯỜNG ĐẠI HC BÁCH KHOA NI
TRƯỜNG ĐIN ĐIN T
TÀI LIỆU HƯỚNG DN THÍ NGHIM
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIN TUYN TÍNH EE3288
CƠ SỞ ĐIU KHIN T ĐỘNG EE3289
H và tên: ………………………………..…
MSSV: ……………………………….….
Lp - khóa: ……………………………….….
Hà Ni, 2022
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d

Partial preview of the text

Download Thí nghiệm lí thuyết điều khiển and more Lab Reports Automatic Controls in PDF only on Docsity!

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM

LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH – EE

CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG – EE

Họ và tên: ………………………………..…

MSSV: ……………………………….….

Lớp - khóa: ……………………………….….

Hà Nội, 202 2

MỤC LỤC

  • GIỚI THIỆU
  • THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁC BÀI THÍ NGHIỆM
  • BÀI 1. XÂY DỰNG HÀM TRUYỀN TỐC ĐỘ CHO ĐỘNG CƠ
    • MỤC TIÊU
    • CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................................................................................
    • THIẾT BỊ CẦN THIẾT
    • CÀI ĐẶT THIẾT BỊ
    • TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
  • KHIỂN VỊ TRÍ KẾT HỢP TỐC ĐỘ BÀI 2. ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TỈ LỆ VÀ BỘ ĐIỀU
    • MỤC TIÊU
    • CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................................................................................
    • TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
  • THÁI BÀI 3. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CON LẮC NGƯỢC TRÊN KHÔNG GIAN TRẠNG
    • MỤC TIÊU
    • CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................................................
    • TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
  • NĂNG LƯỢNG CHO HỆ CON LẮC NGƯỢC......................................................... BÀI 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PV VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN THEO PHƯƠNG PHÁP
    • MỤC TIÊU
    • CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................................................
    • TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO
  • PHỤ LỤC I. ĐỀ CƯƠNG HỌC PHẦN CHI TIẾT
  • EE 3288 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH
  • EE 3289 CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁC BÀI THÍ NGHIỆM

  • Tên học phần: Lý thuyết điều khiển tuyến tính
  • Mã học phần: ET3 288
  • Cấu trúc học phần: 3(3- 1 - 0 - 6)
  • Khối lượng thí nghiệm: 1 tín chỉ (thời lượng 15 tiết/học kỳ)
  • Số bài thí nghiệm: 4 bài

TT Nội dung

Chuẩn

đầu ra

HP

Bài đánh

giá

Thời

lượng

Địa

điểm

Bài 1 Xây dựng hàm truyền tốc độ cho động cơ:

- Giới thiệu về thiết bị thí nghiệm - Hàm truyền - Nhận dạng tham số từ đáp ứng bước nhảy - Kiểm chứng lại mô hình.

M1, M2 A1 2 tiết D8- 905

Bài 2 Điều khiển vị trí dùng bộ điều khiển tỉ lệ (P)

và tỉ lệ - vận tốc (PV):

- Thiết kế bộ điều khiển vị trí của động cơ

dùng bộ điều khiển tỉ lệ (P) và bộ điều

khiển tỉ lệ - vận tốc (PV)

- Thực nghiệm hệ thống điều khiển vị trí

dùng bộ điều khiển P, PV

M1, M2,

M

A 1 2 tiết D8- 905

Bài 3 Điều khiển hệ thống con lắc ngược trên

không gian trạng thái:

- Mô hình trạng thái tuyến tính của đối

tượng con lắc ngược. Kiểm tra tính điều

khiển được

- Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái

gán điểm cực

- Thực nghiệm hệ thống điều khiển với bộ

điều khiển gán điểm cực

M1, M2,

M

A1 2 tiết D8- 905

Bài 4

Thiết kế bộ điều khiển PV và bộ điều khiển

theo phương pháp năng lượng cho hệ con lắc

ngược:

- Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái

dạng tỉ lệ - vận tốc (PV)

- Thiết kế bộ điều khiển năng lượng và bộ

điều khiển lai

- Thực nghiệm hệ thống điều khiển với bộ

điều khiển PV và bộ điều khiển lai

M1, M2,

M

A1 2 tiết D8- 905

BÀI 1. XÂY DỰNG HÀM TRUYỀN TỐC ĐỘ CHO ĐỘNG CƠ

MỤC TIÊU

Khi hoàn thành xong bài thí nghiệm này, sinh viên sẽ có thể cài đặt bộ thí nghiệm QUBE - Servo

2 và xác định được hàm truyền tốc độ của động cơ dựa trên đáp ứng bước nhảy.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cho khâu quán tính bậc nhất:

Hình 1. 1 Tín hiệu vào ra trên đối tượng.

Từ đồ thị trên Hình 1.1, ta xác định được:

Xác định đầu ra 𝑦 có giá trị như sau từ đồ thị:

1

0

Từ đó ta có giá trị 𝑡

1

và hằng số thời gian tương ứng như sau:

1

0

Câu hỏi ôn tập:

- Tại sao ta lại có hệ số 0. 632 trong công thức tính ở trên? - Từ đâu ta có công thức tính 𝐾 như trên?

TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Hình 1. 3 Sơ đồ hệ thống trong MATLAB/SIMULINK

  1. Mở mô hình SIMULINK đã có trong máy tính. Với khâu Step, chọn đặt điện áp 2V lên

động cơ servo. Click đúp vào HIL Initialize block và chọn thiết bị đang được sử

dụng.

  1. Sau đó chọn nút Build Model ở thanh công cụ của SIMULINK.
  2. Khi mô hình đã được dịch xong thành code nhúng, chọn nút Connect to Target.
  3. Cuối cùng, chọn nút Run để bắt đầu chạy mô hình với thời gian thực. Khi muốn kết thúc

mô hình, chọn nút Stop trong SIMULINK.

  1. Vẽ đáp ứng tốc độ và điện áp đặt lên động cơ sử dụng MATLAB.
  2. Tìm hệ số khuếch đại tĩnh dựa trên đáp ứng bước nhảy.
  3. Tìm hằng số thời gian
  4. Kiểm tra xem hệ số khuếch đại và hằng số thời gian có đúng không? Điều chỉnh sơ đồ

gồm cả khâu quán tính bậc nhất như Hình 1. 4. Nối đáp ứng đo được và đáp ứng mô phỏng

vào khối hiển thị thông qua một khối dồn kênh.

Hình 1. 4 Sơ đồ hệ thống kiểm tra hàm truyền.

  1. Chỉnh định các tham số mô hình sao cho phù hợp và giải thích.
  2. Dừng bộ điều khiển Quarc.
  3. Ngắt nguồn cấp cho Qube–Servo 2.

Bộ điều khiển có dạng sau: 𝑢

𝑝

𝑑

𝑑𝑦(𝑡)

𝑑𝑡

, với 𝑘

𝑝

𝑑

≥ 0. Với bộ

điều khiển này, hệ kín có dạng khâu dao động bậc hai.

TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

  1. Xây dựng mô hình lý thuyết hàm truyền hệ kín điều khiển vị trí với bộ điều khiển P và bộ điều

khiển PV.

  1. Xây dựng mô hình SIMULINK với bộ điều khiển P như Hình 2.3 và trả lời các câu hỏi sau:

Hình 2.3. Mô hình SIMULINK điều khiển vị trí QUBE-Servo 2 sử dụng bộ điều khiển tỉ lệ.

  • Điện áp đưa vào QUBE-Servo 2 được giới hạn bởi ± 10 V. Xác định hệ số tỉ lệ 𝑘

𝑝

max

cho tín hiệu đặt dạng xung vuông biên độ ± 0. 5 rad sao cho không xuất hiện hiện tượng

bão hòa?

  • Đưa mô hình hệ kín về dạng hệ bậc hai:

𝑌(𝑠)

𝑅(𝑠)

𝜔

𝑛

2

𝑠

2

  • 2 𝜁𝜔

𝑛

𝑠+𝜔

𝑛

2

với 𝜔

𝑛

là tần số dao động tự

nhiên và 𝜁 là hệ số giảm tốc. Có thể gán cả hai tham số 𝜔

𝑛

và 𝜁 bằng cách chọn tham số

𝑝

hay không?

  • Với khối Signal Generator, chọn tín hiệu là dạng square wave với biên độ 0.

rad và tần số 0.4 Hz.

  • Chạy mô hình với 𝑘

𝑝

= 1 và 𝑘

𝑝

= 1. 5. Vẽ đáp ứng vị trí và vận tốc của đối tượng.

  • Với 𝑘

𝑝

= 1. 5 , từ đồ thị đáp ứng bước nhảy (tham khảo Hình 2.4), hãy tìm độ quá điều

chỉnh (𝑃𝑂 =

100 (𝑦

𝑚𝑎𝑥

−𝑅

0

)

𝑅

0

) và thời gian tạo đỉnh (𝑡

𝑝

𝑚𝑎𝑥

0

Hình 2.4. Đáp ứng bước nhảy của hệ dao động bậc hai

  1. Xây dựng mô hình SIMULINK sử dụng bộ điều khiển tỉ lệ - vận tốc như trên Hình 2. 5 và thực

hiện thí nghiệm theo trình tự sau:

  • Cài đặt bộ phát tín hiệu (Signal Generator) để tạo ra xung vuông có biên độ là 0.

rad và tần số 0.4 Hz. Chú ý rằng khâu D trong trong mô hình được thay thế bởi khâu vi

phân thực 𝐷

𝜔

𝑓

𝑠

𝑠+𝜔

𝑓

(khâu vi phân nối tiếp với bộ lọc thông thấp).

  • Đưa mô hình hệ kín về dạng: 𝐺(𝑠) =

𝜔

𝑛

2

𝑠

2

  • 2 𝜁𝜔

𝑛

𝑠+𝜔

𝑛

2

. Từ đó tìm công thức liên hệ giữa hệ

số tỉ lệ 𝑘

𝑝

và vi phân 𝑘

𝑑

theo tần số dao động tự nhiên 𝜔

𝑛

và hệ số suy giảm 𝜁 trong mô

hình.

Hình 2. 5. Sơ đồ hệ thống điều khiển trong Simulink/Matlab

  • Tìm các tham số 𝑘

𝑝

và 𝑘

𝑑

để thời gian đỉnh 0.15 giây và độ quá điều chỉnh là 2.5 % (khi

đó ta có tương ứng 𝜔

𝑛

= 32. 3 rad/s và 𝜁 = 0. 76 ).

  • Chạy hệ thống QUBE-Servo 2 với bộ điều khiển PV sử dụng các tham số của bộ điều

khiển đã tìm được. Lưu đáp ứng vị trí và điện áp động cơ.

  • Đo độ quá điều chỉnh và thời gian đỉnh của đáp ứng hệ thống QUBE-Servo 2. Chúng

có thỏa mãn thời gian đỉnh và độ quá điều chỉnh như yêu cầu mà không bị bão hòa tín

hiệu điều khiển (nằm ngoài ±10 V)? Tại sao đáp ứng của hệ thống QUBE-Servo 2 có

sai lệch tĩnh, trong khi đó đáp ứng của mô hình thì lại không?

  • Nếu đáp ứng thu được không đáp ứng được yêu cầu đặt ra, thử chỉnh các tham số điều

khiển cho đến khi thỏa mãn. Lưu hình Matlab thu được, các tín hiệu đo được, và nhận xét

về cách chỉnh định bộ điều khiển để thu được những kết quả đó.

  1. Dừng bộ điều khiển QUARC®.

  2. Tắt nguồn hệ thống QUBE-Servo 2.

Mô hình toán đơn giản hóa của hệ con lắc được cho bởi hệ phương trình vi phân:

(𝐽

𝑟

  • 𝑚

𝑝

𝑟

2

  • 𝑚

𝑝

𝑙

2

sin

2

𝛼)𝜃

̈

− 𝑚

𝑝

𝑙𝑟 cos 𝛼 𝛼̈ + 2 𝑚

𝑝

𝑙

2

sin 𝛼 cos 𝛼 𝜃

̇

𝛼̇ + 𝑚

𝑝

𝑙𝑟 sin 𝛼 𝛼̇

2

= 𝜏 − 𝑏

𝑟

𝜃

̇

( 3. 1 )

−𝑚

𝑝

𝑙𝑟 cos 𝛼 𝜃

̈

  • ( 𝐽

𝑝

  • 𝑚

𝑝

𝑙

2

)𝛼̈ − 𝑚

𝑝

𝑙

2

sin 𝛼 cos 𝛼 𝜃

̇

2

− 𝑚

𝑝

𝑔𝑙 sin 𝛼 = −𝑏

𝑝

𝛼̇

(

  1. 2

)

trong đó 𝐽

𝑟

𝑚

𝑟

𝑟

2

3

𝑝

𝑚

𝑝

𝐿

𝑝

2

12

𝑚

𝑝

𝑙

2

3

. Momen lực tác dụng vào đế của thanh tựa sinh bởi động

cơ servo là 𝜏 =

𝑘

𝑚

𝑅

𝑚

𝑚

𝑚

). Tại một lân cận đủ nhỏ của 𝜃 = 0 , 𝛼 = 0 , 𝜃

= 0 , 𝛼̇ = 0 , sử dụng

xấp xỉ sin 𝛼 ≈ 𝛼, cos 𝛼 = 1 − 2 (sin

𝛼

2

2

2

2

2

𝛼̇ ≈ 0 , ta thu được

phương trình vi phân tuyến tính mô tả hệ:

𝑟

𝑝

2

𝑝

𝑟

𝑝

𝑝

𝑝

2

𝑝

𝑝

Viết lại hệ dưới dạng mô hình trên không gian trạng thái:

trong đó các vector biến trạng thái và vector biến đầu ra được định nghĩa lần lượt bởi 𝑥 =

[

1

2

3

4

]

= [𝜃
]

[

1

2

]

[
)]

. Tín hiệu điều

khiển là điện áp đặt vào động cơ 𝑢 = 𝑉

𝑚

được tìm từ phương trình 𝜏 =

𝑘

𝑡

(𝑢−𝑘

𝑚

𝜃

̇

)

𝑅

𝑚

. Bộ điều khiển

phản hồi trạng thái có dạng 𝑢 = −𝐾𝑥 + 𝑤, trong đó 𝐾 là ma trận có kích thước 4 × 1 và 𝑤 là tín

hiệu đặt bên ngoài. Hệ kín với bộ điều khiển đã cho có phương trình:

Để 𝑥 = 0 ổn định tiệm cận, 𝐾 cần được chọn sao cho mọi điểm cực của ma trận 𝐴 − 𝐵𝐾 đều

nằm bên trái trục ảo. Vị trí các điểm cực sẽ quyết định chất lượng điều khiển của hệ. Nếu hệ điều

khiển được hoàn toàn, ta có thể gán tùy ý vị trí các điểm cực của 𝐴 − 𝐵𝐾.

TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Sơ đồ hệ thống điều khiển phản hồi trạng thái được cho như trong Hình 3.

Hình 3 .2 Sơ đồ hệ thống điều khiển phản hồi trạng thái.

  1. Xác định các ma trận 𝐴, 𝐵, 𝐶, 𝐷 của mô hình trạng thái của đối tượng theo các biến tham

số.

  1. Sử dụng các tham số trong file rotpen_ABCD_eqns_ip.m và

qube2_rotpen_param.m xác định tính điều khiển được của đối tượng.

  1. Thực hiện thiết kế bộ điều khiển gán điểm cực dựa trên các yêu cầu sau:
    • Tìm các điểm cực của đối tượng. Nhận xét vị trí của các điểm cực này, các điểm cực

này ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống?

  • Thiết kế bộ điều khiển gán điểm cực làm ổn định đối tượng.
  • Cài đặt bộ phát tín hiệu có dạng xung vuông, biên độ bằng 1 và tần số là 0.125 Hz.

Đặt khối khuếch đại kết nối với bộ phát tín hiệu bằng 0.

  • Xây dựng và chạy bộ điều khiển QUARC
  • Đưa thanh lắc quanh vị trí cân bằng (sai lệch không quá 10

𝑜

) cho đến khi bộ điều khiển

làm việc.

  • Khi thanh lắc được giữ cân bằng, lưu đồ thị đáp ứng vị trí, góc nghiêng và điện áp.
  • Chọn ma trận 𝐾 sao cho vị trí hai điểm cực trội 𝑝

1

2

được chọn ứng với tần số dao

động tự nhiên 𝜔

𝑛

= 4 , hệ số suy giảm 𝜁 = 0. 65 , và hai điểm cực còn lại được gán tại

3

4

= − 45. Để sử dụng ma trận 𝐾 mới, vào mô hình Simulink và chọn

Edit|Update Diagram_._

  • Dưa vào tần số và hệ số suy giảm đã cho, tính thời gian đỉnh và độ quá điều chỉnh.
  • Vẽ đồ thị vị trí và góc nghiêng và kiểm tra lại tính toán.
  1. Dừng bộ điều khiển QUARC

và ngắt nguồn hệ thống QUBE-Servo 2.

1

𝑝

𝑝

2

2

𝑝

𝑝

1

𝑝

2

trong đó:

𝑃(𝑠) = [(𝐽

𝑟

𝑝

2

2

𝑑,𝜃

𝑚

𝑟

𝑝,𝜃

𝜂][( 𝐽

𝑝

𝑝

2

2

𝑝

𝑝

𝑔𝑙]

𝑝

2

[−𝑚

𝑝

2

𝑑,𝛼

𝑝,𝛼

𝜂]

𝑟

𝑃

𝑟

2

𝑝

2

4

𝑑,𝜃

𝑚

𝑟

𝑝

𝑝

2

𝑝

𝑟

𝑝

2

𝑝

𝑑,𝛼

3

+ [−𝑚

𝑝

𝑟

𝑝

2

𝑝,𝜃

𝑝

𝑝

2

𝑑,𝜃

𝑚

𝑟

𝑝

𝑝

𝑝,𝛼

𝜂]𝑠

2

+ [−𝑚

𝑝

𝑑,𝜃

𝑚

𝑟

𝑝

𝑝,𝜃

𝜂]𝑠 − 𝑚

𝑝

𝑝,𝜃

Giá trị các tham số bộ điều khiển sẽ quyết định chất lượng điều khiển (ổn định, sai lệch tĩnh, độ

quá điều chỉnh).

  • Bộ điều khiển vòng ngoài theo phương pháp năng lượng

Các bộ điều khiển dựa trên mô hình tuyến tính của hệ được sử dụng khi con lắc ở lân cận điểm

cân bằng không ổn định. Xét giản đồ lực của con lắc như ở Hình 4.2, trong đó góc 𝛼 ∈ (−𝜋, 𝜋)

được tính từ điểm cân bằng ổn định tới vị trí con lắc với chiều dương ngược chiều kim đồng hồ.

Hình 4.2. Giản đồ lực con lắc ngược

Để đưa con lắc vào vùng có thể sử dụng các bộ điều khiển tuyến tính, ta có thể tăng tốc độ quay

con lắc để tăng dần năng lượng của con lắc từ trạng thái nghỉ (𝛼 = 0 , 𝛼̇ = 0 ). Năng lượng đưa

thêm vào con lắc cần lớn hơn năng lượng tiêu tán do ma sát trong quá trình con lắc chuyển động.

Phương trình động lực học của con lắc với tín hiệu đầu vào 𝑢 = 𝛼̇ là gia tốc dài của thanh ngang

được cho bởi:

𝐿

B

𝑙

𝑙

𝛼

𝑢 = 𝛼̇ > 0

𝑧

𝑚

𝑔

A

𝐽

𝛼̈

𝑝

𝑝

𝑔𝑙 sin 𝛼 + 𝑚

𝑝

𝑙𝑢 cos 𝛼.

Động năng và thế năng của con lắc được mô tả lần lượt bởi các phương trình:

1

2

𝑝

2

và 𝑇 = 𝑚

𝑝

1 − cos 𝛼

với mốc thế năng được chọn tại điểm tương ứng với 𝛼 = 0. Phương trình vi phân mô tả sự thay

đổi của tổng năng lượng của con lắc 𝐸 = 𝐾 + 𝑇 có dạng:

𝑝

𝑝

𝑔𝑙 sin 𝛼)𝛼̇ = 𝑚

𝑝

𝑙𝑢 cos 𝛼.

Bộ điều khiển làm tăng năng lượng của con lắc có thể được thiết kế có dạng tỉ lệ:

energy

𝑟

− 𝐸) cos 𝛼,

hoặc điều khiển swing-up:

energy

= sat

𝑢

max

𝑟

sign

cos 𝛼

với 𝐸

𝑟

được chọn có giá trị lớn hơn thế năng tối thiểu của con lắc ở miền

max

sat

𝑢

max

(𝑥) là hàm bão hòa, nhận giá trị 𝑢

max

khi |𝑥| > 𝑢

max

, và sign(⋅) là hàm dấu.

Bộ điều khiển lai thu được bằng cách ghép bộ điều khiển năng lượng và bộ điều khiển tuyến tính,

mô tả bởi phương trình:

linear

= −𝐾𝑥, nếu

0

energy

, trường hợp khác.

TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Hình 4. 3 Sơ đồ SIMULINK hệ thống điều khiển tỉ lệ - vận tốc

Bộ điều khiển tỉ lệ - vận tốc (PV):

  1. Mở mô hình Simulink q_qube2_balance như trong Hình 4. 3.
  2. Cài đặt các hệ số của bộ điều khiển như sau: 𝑘

𝑝,𝜃

𝑝,𝛼

𝑑,𝜃

= − 2 , và 𝑘

𝑑,𝛼

    1. Chạy bộ điều khiển QUARC@.
  1. Đưa thanh lắc đến vị trí cân bằng phía trên cho đến khi bộ điều khiển làm việc. Lưu lại

đáp ứng vị trí, góc nghiêng và điện áp điều khiển.

  1. Khi thanh lắc được giữ thăng bằng, mô tả các đáp ứng về vị trí và góc nghiêng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] QUBE-Servo 2 Courseware Resources

[2] M. V. Phương, N. H. Tài, “Điều khiển Swing-Up con lắc ngược dạng quay dùng học tăng

cường”, Đồ án tốt nghiệp, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2022.

[3] N. M. Thảo, “Thiết kế bộ điều khiển cho con lắc ngược,” Đồ án tốt nghiệp, Đại học Bách

Khoa Hà Nội, 2022

PHỤ LỤC I. ĐỀ CƯƠNG HỌC PHẦN CHI TIẾT

EE 3288 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH

Phiên bản: 2018.1.

1. THÔNG TIN CHUNG

Tên học phần: Lý thuyết điều khiển tuyến tính

(Linear Control Theory)

Mã số học phần: EE

Khối lượng: 3(3- 1 - 0 - 6)

- Lý thuyết: 45 tiết - Bài tập/BTL: 15 tiết - Thí nghiệm: 0 tiết

Học phần tiên quyết:

- Không

Học phần học trước:

- EE2000: Tín hiệu và hệ thống

Học phần song hành: Không

2. MÔ TẢ HỌC PHẦN

Môn học này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hệ thống điều khiển tuyến tính, có khả

năng phân tích hệ thống, thiết kế bộ điều khiển và cài đặt các bộ điều khiển trên thiết bị tương tự hoặc

số: hệ phương trình vi phân, hàm truyền đạt và mô hình trạng thái; khái niệm về các phần tử cơ bản của

hệ thống điều khiển như thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành; đặc tính tần số biên độ pha; tính ổn định

và các tiêu chuẩn ổn định; độ quá điều chỉnh, thời gian quá độ, sai lệch tĩnh; độ dự trữ ổn định; tính điều

khiển được và quan sát được; bộ điều khiển PID và các phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID kinh

điển và hiện đại (phương pháp thực nghiệm của Ziegler Nichols, phương pháp tối ưu mô đun và tối ưu

đối xứng, phương pháp gán thời gian xác lập và độ quá điều chỉnh, phương pháp dựa trên giải thuật di

truyền). Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái và bộ quan sát trạng thái Luenberger.

Các bộ điều khiển PID tương tự dựa trên cơ sở khuếch đại thuật toán, các bộ điều khiển PID số dựa trên

cơ sở xấp xỉ trên miền thời gian liên tục và vi điều khiển.

Sau khi hoàn thành học phần này, yêu cầu sinh viên có khả năng:

  • Nắm được cách phân tích và đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển tự động
  • Nắm được cách xây dựng mô hình đối tượng
  • Nắm được các phương pháp thiết kế bộ điều khiển
  • Nắm được cách triển khai, cài đặt bộ điều khiển cho thiết bị số và tương tự

Ngoài ra môn học cũng cung cấp cho sinh viên các kỹ năng làm việc theo nhóm, thói quen làm việc tập

trung, và có thái độ trung thực trong công việc.