De cuong DKTD pdf

Trình bày sơ đồ cấu trúc hệ thống ĐKTĐ theo nguyên lý mạch hở, giải thích ý nghĩa các phần tử chức năng có trong sơ đồ; lấy một ví dụ cụ thể.. Trình bày sơ đồ cấu trúc hệ thống ĐKTĐ theo

I Bộ câu hỏi 3đ

1 Trình bày sơ đồ cấu trúc hệ thống ĐKTĐ theo nguyên lý mạch hở, giải thích ý nghĩa các phần tử chức năng có trong sơ đồ; lấy một ví dụ cụ thể

2 Trình bày sơ đồ cấu trúc hệ thống ĐKTĐ theo nguyên lý mạch kín, , giải thích ý nghĩa các phần tử chức năng có trong sơ đồ; lấy một ví dụ cụ thể

3 Trình bày các chế độ làm việc của hệ thống ĐKTĐ, biểu diễn mối quan hệ toán học đầu vào – đầu ra trong các chế độ này

4 Định nghĩa hệ thống ĐKTĐ tuyến tính, các tính chất cơ bản của hệ tuyến tính

5 Trình bày khái niệm hàm số truyền khi nghiên cứu các hệ thống ĐKTĐ Tìm HST của một hệ thống ĐKTĐ có mô tả phương trình vi phân giữa đầu vào và đầu ra :

trong đó là các

hằng số

6 Khái niệm sơ đồ cấu trúc của hệ thống ĐKTĐ, các thành phần trong sơ đồ cấu trúc, tìm HST của hệ thống bao gồm nhiều khâu có mối liên hệ nối tiếp nhau

7 Khái niệm sơ đồ cấu trúc của hệ thống ĐKTĐ, các thành phần trong sơ đồ cấu trúc, tìm HST của hệ thống bao gồm nhiều khâu có mối liên hệ song song nhau

8 Trình bày khái niệm sơ đồ cấu trúc có mối liên hệ chéo nhau; áp dụng thực hiện tìm HST của một hệ thống có sơ đồ cấu trúc:

( )t

x( )t y

( ) ( ) ( ) ( ) T x( )t

dt

t dx t y T dt

t dy T dt

t y d

3 2

1 2

2

+

= +

+

3 2

1 ,T ,T T

K 1 (s) K 2 (s)

+ _

Y(s)

9 Trình bày các khái niệm HST hệ thống hở, HST hệ thống kín, HST theo sai lệch; HST theo nhiễu loạn; xác định HST theo sai lệch của hệ thống dưới đây:

10 Trình bày các khái niệm HST hệ thống hở, HST hệ thống kín, HST theo sai lệch; HST theo nhiễu loạn; xác định HST theo nhiễu loạn của hệ thống dưới đây:

11 Trình bày các đặc tính thời gian khi nghiên cứu hệ thống ĐKTĐ, tìm công thức xác định phản ứng đầu ra hệ thống với tác động bất kỳ cho trước trên cơ sở hàm quá độ xung

12 Trình bày các đặc tính tần số khi nghiên cứu hệ thống ĐKTĐ

13 Trình bày HST, các đặc tính thời gian và đặc tính tần số của khâu quán tính

14 Trình bày HST, các đặc tính thời gian và đặc tính tần số của khâu dao động

15 Trình bày HST, các đặc tính thời gian và đặc tính tần số của khâu thúc đẩy bậc 1

II Bộ câu hỏi 4đ

1 Trình bày khái niệm tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ, xác định điều kiện cần và đủ để hệ thống ĐKTĐ tuyến tính ổn định và chứng minh

2 Trình bày cách thành lập ma trận để xét tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ theo tiêu chuẩn Hurwitz; Phát biểu tiêu chuẩn ổn định Hurwitz; điều kiện

để hệ thống có phương trình đặc trưng bậc 4 ổn định

3 Trình bày tiêu chuẩn ổn định Mikhailop: lập luận trong các trường hợp nghiệm phương trình đặc trưng khác nhau; phát biểu tiêu chuẩn; vẽ ví dụ

cụ thể cho trường hợp hệ thống ổn định và không ổn định

4 Trình bày tiêu chuẩn ổn định Nyquist: lập luận và phát biểu tiêu chuẩn trong các trường hợp hệ hở là ổn định và hệ hở là không ổn định; vẽ ví dụ

2

10

+

1

+

+

s

s

s

1

F(s)

-+

Y(s )

X(s

)

2

10

+

1

+

+

s

s

s

1

F(s)

) X(s

)

cụ thể cho trường hợp hệ thống ổn định và không ổn định.

5 Trình bày tiêu chuẩn ổn định logarit: lập luận và phát biểu tiêu chuẩn

trong các trường hợp hệ hở là ổn định và hệ hở là không ổn định; vẽ ví dụ

cụ thể cho trường hợp hệ thống ổn định và không ổn định

6 Ý nghĩa việc xác định độ dự trữ ổn định của hệ thống ĐKTĐ, cách xác

định độ dự trữ ổn định theo các tiêu chuẩn Hurwitz, Mikhailop, Nyquist

và logarit

7 Trình bày các chỉ tiêu đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống ĐKTĐ

dừng, ý nghĩa của từng chỉ tiêu khi phân tích và tổng hợp hệ thống

8 Trình bày các sai số của hệ thống ĐKTĐ khi tác động đầu vào là không

đổi, thay đổi với tốc độ không đổi, thay đổi với gia tốc không đổi, lập

luận cách tính các sai số này

9 Ý nghĩa của hệ số sai sô khi phân tích hệ thống ĐKTĐ, các phương pháp

xác định hệ số sai sô

Cho một hệ thống có HST:

trong đó ; Hãy xác định 3 hệ số sai số đầu tiên theo phương pháp cân bằng hệ số

10.Ý nghĩa của hệ số sai sô khi phân tích hệ thống ĐKTĐ, các phương pháp

xác định hệ số sai sô

Cho một hệ thống có HST:

trong đó ; Hãy xác định 2 hệ số sai

số đầu tiên theo phương pháp trực tiếp

11.Trình bày các đặc trưng thống kê của tín hiệu ngẫu nhiên tác động vào hệ

thống ĐKTĐ, khái niệm tín hiệu ngẫu nhiên dừng egodic, khái niệm tạp

trắng

12.Trình bày các đặc trưng thống kê của tín hiệu ngẫu nhiên tại đầu ra hệ

thống ĐKTĐ khi tác động đầu vào là tín hiệu ngẫu nhiên dừng egodic; ý

nghĩa của việc đưa bộ lọc tạo hình dừng khi nghiên cứu hệ thống ĐKTĐ

dưới tác động của tín hiệu ngẫu nhiên

13.Ý nghĩa việc bổ sung cơ cấu hiệu chỉnh khi tổng hợp hệ thống ĐKTĐ,

trình bày việc xây dựng cơ cấu hiệu chỉnh nối tiếp bằng đặc tính tần số

logarit

14.Ý nghĩa việc bổ sung cơ cấu hiệu chỉnh khi tổng hợp hệ thống ĐKTĐ,

trình bày việc xây dựng cơ cấu hiệu chỉnh song song bằng đặc tính tần số

logarit

15 Trình bày các phương pháp điều khiển P, PD, PI, PID, vẽ các sơ đồ minh

( ) ( ( ) 2)

2 1

1

1

1

p p p

p K

p W

α α

β + +

+

=

0 , , , β1 α1 α2 >

K

( ) ( ( ) )

p p

p K

p W

1

1

1

1

α

β +

+

=

0 , , β1 α1 >

K

họa, công thức xác định tín hiệu điều khiển, ưu nhược điểm của từng phương pháp

Bộ bài tập 3đ

1.Cho một hệ thống ĐKTĐ có sơ đồ cấu trúc:

Hãy xác định HST hở, HST kín và HST theo sai lệch

2 Cho một hệ thống ĐKTĐ với phản hồi âm đơn vị có HST hở như sau:

Cho ,,

Xác định các điều kiện

của để hệ kín ổn định

3 Cho một hệ thống ĐKTĐ với phản hồi dương đơn vị có HST hở như sau:

Xác định giá trị của để hệ

thống ổn định.

4 HTĐKTĐ với phản hồi âm đơn vị có HST hở như sau:

Xác định giá trị của để hệ

thống ổn định, biết ;

5 Cho hệ thống có hàm

truyền hệ hở §

Xác định sai số hệ kín khi

có tác động với tốc độ không đổi §

6 Cho hệ thống có hàm

truyền hệ hở §

Xác định sai số hệ kín

khi có tác động với gia tốc không

đổi §

7 Cho hệ thống có hàm

truyền hệ hở §

Xác định sai số hệ kín

khi có tác động đầu vào không đổi §

8 HTĐKTĐ với phản hồi âm đơn vị có HST hở:

) 2

1 (

) 1 ( )

2 2

1

s T s T s

s T K s

W

+ +

+

=

ξ , 2 0

=

ξ [ ]s

T1 = 0 , 1[ ]s

T2 = 0 , 2

K

) 1

)(

1 ( )

2

1s T s T

K s

W

+ +

( T p)

p T p

p T K p

W

3 2

1

1 ) 1 (

1 )

(

+ +

+

=T T T132= = = 0K0 , 0 02 , , 5 2[ ] [ ] [ ]s s s;

( )

) 1 3 2 (

) 1 ( 3

2 + +

+

=

p p p

p p

W

s

x 10 0 /

1 = ( )

) 2 2 , 0 01 , 0 (

) 1 5 , 0 ( 3

2

+

=

p p

p

p p

W

2 0

2 0 , 25 /s

x =

( )

p p

p p

W

) 3 3 (

) 1 ( 2

2 + +

+

=

0

0 = 20

x

_

Y(s)

6 5

1

2 + +

+

s s

s

s

1

10 X(s)

- Xác định hàm truyền mạch kín khi có phản hồi âm đơn vị

- Xác định ba hệ số sai số đầu:

9 HTĐKTĐ với phản hồi âm đơn vị có HST hở như sau:

Xác định điều kiện để

hệ kín ổn định.

10 HTĐKTĐ với phản hồi âm đơn vị có HST hở:

- Xác định hàm truyền mạch kín khi có phản hồi âm đơn vị

- Với , hãy xác định ba hệ số

sai số đầu:

11 Sơ đồ cấu trúc của Hệ thống ĐKTĐ có dạng như sau:

- Hãy biến đổi sơ đồ cấu trúc của hệ để đưa về sơ đồ cấu trúc dạng cơ bản.

- Xác định hàm truyền của

hệ thống kín, khi biết ; ; ;

12 Sơ đồ cấu trúc của Hệ thống ĐKTĐ có dạng như sau:

) 1 )(

1 (

) 1 ( )

(

2 1

3

p T p T p

p T K p

W

+ +

+

=

2 1

0 ;C ;C C

) 1 )(

1 (

) 1 ( )

(

3 1

2

p T p T p

p T K p

W

+ +

−

=

) )(

(

) (

) (

3 2

1

k p k p p

k p K p

W

+ +

+

=

0 , , ,k1 k2 k3 >

K C0;C1;C2

( ) p

W2

( ) p

W1

K

+

+

( ) p

5

=

K

( ) ( ( ) )

2

1

+

=

p

p p

W ( ) ( )1

1

2 p = p+

W

- Xác định hàm truyền của hệ thống kín.

- Xác định sai số của hệ

thống kín, nếu biết ; và tác động

đầu vào là hàm bậc thang có biên

độ là 2

13 Sơ đồ cấu trúc của Hệ thống ĐKTĐ có dạng như sau:

- Xác định hàm truyền của hệ thống kín.

- Xác định sai số của hệ

thống kín, nếu biết ; ;

và tác động đầu vào là

hàm bậc thang có biên độ là 2

14 Xây dựng hàm truyền của mạch lọc hình thành đối với quá trình ngẫu nhiên dừng có hàm tương quan:

trong đó là phương sai,

15 Cho một quá trình ngẫu nhiên có hàm tương quan:

, trong đó

Hãy xác định mật độ phổ và vẽ

đồ thị vạch phổ của tín hiệu

K

( ) p

W1

( ) p

5

=

K

( ) ( ( ) )

2

1

+

=

p

p p W

K

( ) p

W2

( ) p

W1

+

( ) p

1

=

K

( ) ( ( ) )

2

1

+

=

p

p p W

( ) ( (p )p)

p p

W

4 2

3

2

+

=

( )t x

( )τ = D e− α τ

x

D> 0

α ( )t x

( )τ ω 1 τ

2

cos 2

A

ĐÁP ÁN

Đề số 1

HST hệ hở:

HST hệ kín:

HST sai lệch:

Đề số 2 Phương trình đặc trưng hệ thống kin:

Các hệ số ; ; ;

Điều kiện cần: ; ()

Định thức đặc trưng

Đa thức bậc 2

Thay số vào, nhận được ;

Như vậy để hệ kín ổn định thì File Simulink LTDKTD1_2 Đề số 3 Phương trình đặc trưng hệ thống kin:

( )

1 10

2 + +

+

=

s s s

s

W h

( )

1 10

+

= +

=

s s

s s

s W

W W

h

h k

6 5 1

1

2

2

+ + + +

+ +

= +

=

∆

s s

s s

s s s W

W

h

( )s s( T s T s ) K( T s)

2

2

( )p T s T s ( KT )s K

2 3

2

2 2

0 T

a1 =2 T2

a =( ξ 1)

2 1 KT

a =a3 = −K

0

>

K

1

1

T

K K<<10

K T

KT T

K T

2 1

2 2 2

2 0

0 1

0 2

ξ

ξ

−

=

2 1

2

( 1)

2

1

KT

−

>

ξ

3

5

<

K

3

5

<

K

( ) (s T s) ( T s ) K

2

1 1 1

( )p T T s T s T s ( K)

D = + 2 + 1 + 1 −

2

3 2 1

Các hệ số ; ; ;

Điều kiện cần:

Định thức đặc trưng

Đa thức bậc 2

Như vậy để hệ kín ổn

định thì

File Simulink LTDKTD1_3

Đề số 4

Đa thức đặc trưng của hệ kín:

Định thức Huzvit

File Simulink

LTDKTD1_4

Đề số 5

HST theo sai lệch:

;

Sai số xác lập của hệ thống:

Nếu hệ thống bám với tốc độ thì

sai số xác lập là:

.

File Simulink

LTDKTD1_5

Đề số 6

HST theo sai lệch:

C 0 = 0; ;

2 1

0 T T

a a a12=(= =T T21K)

a3 = 1 −

0

1 ⇒ −K K> < 1

( )

( K)

T

T T T

K T

−

−

=

∆

1 0

0

0 1

2

1 2 1

2

(1 ) 0

2 1 2 1

0

>

⇒K

1

0 <K <

( )p T T p (T T )p KT p K

D = + + 2 + ( 1+ 1 ) +

3 2

3 3 2

K T T

KT T

T

K T

T

a a

a a

a a

3 2

1 3

2

3 2

3 1

2 0

3 1

0

0 1 0 0

0 0

+ +

+

=

=

∆2 > 0 = ( 1 2 + 1 3 − 2 3)+ 2 + 3 > 0

1395 , 8

0 <K <

) ( 1

1 )

(

p W p

W

+

=

2 1

=C C p C p

Wε

0

0 =

C

] [

1

K

C =K =3



+ +

+

=

∆x(t) C0x(t) C1x1(t) C2x2(t) C i x i(t)

s

x 10 0 /

1 =

[ ]o s x

t x C x

3

10 3

1 )

1

=

∆

) ( 1

1 )

(

p W p

W

+

=

2 1

=C C p C p

Wε

0

1 =

C [ ]2 2

1

s K

C =

2

3

=

K

Sai số xác lập

của

hệ thống:

Nếu hệ thống bám với gia tốc § thì sai số xác lập là: ().

File Simulink LTDKTD1_6 Đề số 7 Hàm truyền mạch kín khi có phản hồi âm đơn vị:

HST theo sai lệch:

Sai số xác lập của hệ thống:

Nếu tác động đầu vào không đổi § thì sai số xác lập (sai số tĩnh) là:

File Simulink LTDKTD1_7 Đề số 8 , ; Khi cho :

File Simulink LTDKTD1_8 (khi cho ) Đề số 9 Đa thức đặc trưng của hệ kín: (n=3) Định thức Huzvit

Điều kiện ổn định do đó (1)   + + + + + = ∆x(t) C0x(t) C1x1(t) C2x2(t) C i x i(t) 2 0 2 0 , 25 /s x = 3 1 25 , 0 2 3 2 2 2 2 = = = ∆x C x 0 s2 ( ) ( ( 5 ) 5) 1 2 2 + + + = p p p p W k ) ( 1 1 ) ( p W p W + = ε 2

2 1

=C C p C p

Wε

K

C

+

=

1

1

0

3

2

=

K



+ +

+

=

∆x(t) C0x(t) C1x1(t) C2x2(t) C i x i(t)

0

0 = 20

x

0 0

0 = 12

=

∆x C x

( T p)

K p T p T p

p T K p

W k

3 2

1

3

1 ) 1 )(

1 (

) 1 ( )

(

+ + +

+

+

( T p)

K p T p T p

p T p T p W

p W

3 2

1

2 1

1 ) 1 )(

1 (

1 1

1

1 ) (

+ + +

+

+ +

= +

=

K

C1 = 1

3 2 1 2

1 1

s K T T T K C







= 5, 1, 2, 3

3 2

K

[ ]

5

1 1

1 = s =

K

C

3 , 2 , 1 ,

K

( )p T T p (T T )p ( KT )p K

3 1

3 3

K T T

KT T

T

K T

T

a a

a a

a a

3 1

2 3

1

3 1

3 1

2 0

3 1

0

0 1

0 0

0 0

+

−

+

=

=

∆

0

>

i

a K > 0

,

, do đó

Đề số 10

Cân bằng hệ số:

;

;

Đề số 11

; ;

File Simulink LTDKTD1_11

Đề số 12

; ;

; ;

File Simulink

LTDKTD1_12

Đề số 13

0

1 −K KT<1 T2 >2

0

2 >

∆

3 1 3 2 2 1

3 1

T T T T T T

T T K

+ +

+

<

) )(

( 1

1 )

2 1 0 1 3

2

3

+ + + +

+ +

= +

k p K k p k p p

k p k p p W

p

Wε

2

3 2 0 1 1 1

0 3 2 3 2 2 3

+ + +

+ +

+

+ + +

+

= +

+ +

k k C K k k C Kk C p

K k k C Kk C p Kk C k pk k k p p

0

1

0Kk = ⇒C =

C

1

3 2 1 3 2 1 1

Kk

k k C k k Kk









=

⇒

+

− +

=

⇒ +

= + +

1

3 2 3 2 3 2 1 2

3 2 1 3 2 1 2 3

2 3

2 1 1 2

1

1

Kk

K k k k k k k Kk C

K k k C k k Kk C k

k K k k C Kk

C

2

1

+

+

=

P

p K

W h

1

3

+

=

P

p

W h

( ) ( ) ( (3 )1)

1 3

1

1 1

3 2

1 1

2 1

+

= + +

+

= +

+ +

+ +

+

+

= +

=

K Kp

p K p

K

p K

p

p p

p K p

p K W

W

W W

h h

h k

2

1

+

+

=

P

p

W W h .h =5 ( ) ( ) ( )

h

h p W W

p X p

X

.

1 +

=

∆ ( )

2

1 5 1

2

+

+ +

=

∆

p p

p p

X

7

4 7 5

2 2 lim lim

0

+

+

=

∆

=

∆

→

p p

X p t

x

p p

; ;

;

File

Simulink

LTDKTD1_13

Đề số 14

Xác định hàm mật độ phổ:

Xác định hàm số truyền mạch lọc hình thành:

Bộ lọc

hình thành

là một khâu quán

tính có hệ số

khuếch đại và hằng số thời gian

Đề số 15

( )( ) ( 2) (2 5 3)

3 1

2 + + +

+ +

=

p p p

p p

W h W .h =2 ( ) ( ) ( )

h

h p W W

p X p

X

.

1 +

=

∆

9 17 10

2

6 13 9

2 2

3 5 2 2

3 1 2

1

2

2 3

2 3

2

+ + +

+ +

+

= + + +

+ + +

=

∆

p p

p

p p

p p p

p p

p p

p p

12 21 11

2

6 13 9

2 2 lim

2 3 0

+ + +

+ + +

=

∆

=

∆

→

p p

p p

X p t

x

p p

0

0

2 2

1

ω α

α π τ τ

π

τ π

α

ωτ ατ ωτ

τ α

+

=













+

=

−

−

∞

∞

−

−

x x

D d

e d e

D d e e D S

ω

α π

α ω

α π

α ω

α

α π

j

D

j

D D

x x

x

− +

= +









 +

= +

=

=

α ω

πα ω

α π

α ω

ω

j

D

j

D j

W W

x x

x LHT

1

( )πα

x

D

K =T = 1 α













+

=

∞

−

−

∞

∞

−

−

0

0

2 2

π τ τ

π

x x

( ) ( ) ( ) ( )

0 0

1 1

2

1 0

1 0

1

1 2

1 1

2

ω α

α π ω α ω α π

ω α ω

α π

ω α ω

α π

+

=













+

+

−

=

=











+

−

−

−

=

=













+

−

−

∞

−

−

D j

j D

j j

D

e j

e j

D

x