TRƯỜNG ĐẠI HỌC KNH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KNH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 1.. MÔ TẢ HỌC PHẦN Học phần lý thuyết điều kh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KNH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

1 THÔNG TIN CHUNG

Tên học phần (tiếng Việt): LÝ THUYẾT ĐIỀU KHỂN TỰ ĐỘNG

Tên học phần (tiếng Anh): AUTOMATIC CONTROL THEORY

Khoa/Bộ môn phụ trách: Điện/Điện công nghiệp

Giảng viên phụ trách chính: Ths Trần Quốc Đạt

Email: tqdat@uneti.edu.vn

GV tham gia giảng dạy: TS Trần Đức Chuyển, Ths Phạm Văn Minh, Ths

Roãn Văn Hóa

Số tiết Lý thuyết: 39

Số tiết TH/TL: 12

Số tiết Tự học: 90

Tính chất của học phần: Bắt buộc

Học phần tiên quyết:

Học phần học trước:

Các yêu cầu của học phần:

Không Đại số tuyến tính

- Sinh viên phải có tài liệu học tập

- Một tài liệu tham khảo trong mục 10.2

2 MÔ TẢ HỌC PHẦN

Học phần lý thuyết điều khiển tự động trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục và hệ thống điều khiển tuyến tính rời rạc: khái niệm; các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển tự động tuyến tính liên tục và rời rạc; các phương pháp mô tả toán học của hệ thống điều khiển tự động bao gồm: phương trình vi phân (đối với hệ liên tục), phương trình sai phân (đối với hệ rời rạc), hàm truyền đạt và phương trình trạng thái, các khâu động học điển hình; phương pháp khảo sát tính ổn định của hệ thống điều khiển tự động (tiêu chuẩn ổn định đại số, tiêu chuẩn ổn định tần số, quỹ đạo nghiệm số); các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển (sai số, độ quá điều chỉnh, đáp

ứng quá độ) và áp dụng các phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển tự động như phương pháp quỹ đạo nghiệm số, thiết kế bộ PID tương tự, PID số, phương pháp điều khiển hồi tiếp trạng thái sao cho hệ ổn định và đạt được các chỉ tiêu chất lượng đề ra

3 MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC

Kiến thức

Áp dụng được kiến thức cơ sở lý thuyết điều khiển tự động như các phương pháp mô hình đối tượng, xét tính ổn định, tính điều khiển được, quan sát được, các chỉ tiêu chất lượng, các phương pháp thiết kế để phân tích các đối tượng tuyến tính liên tục, và đối tượng rời rạc

Nắm vững các kiến thức về mô phỏng, phân tích mô hình hóa một đối tượng dưới dạng phương trình vi phân, hàm truyền đạt hoặc phương trình trạng thái Hiểu và vận dụng được các phương pháp thiết kế bộ điều khiển, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, phương pháp biểu

đồ Bode, phương pháp gán điểm cực để thiết kế bộ điều khiển PID trong công nghiệp

Kỹ năng

Phân tích một đối tượng dưới dạng phương trình hàm truyền, phương trình trạng thái; ứng dụng phần mềm Matlab để phân tích, thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiển tự động

Năng lực tự chủ và trách nhiệm

Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn

Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội

4 CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN

Mã

CĐR

Mô tả CĐR học phần

Sau khi học xong môn học này, người học có thể:

CĐR của CTĐT

G1.2.1

Áp dụng được kiến thức cơ sở lý thuyết điều khiển tự động như các

phương pháp mô hình đối tượng, xét tính ổn định, tính điều khiển

được, quan sát được, các chỉ tiêu chất lượng, các phương pháp thiết

kế để phân tích các đối tượng tuyến tính liên tục, và đối tượng rời

rạc

1.2.1

G1.3.1 Nắm vững các kiến thức về mô phỏng, phân tích mô hình hóa một

đối tượng dưới dạng phương trình vi phân, hàm truyền đạt hoặc 1.3.1

phương trình trạng thái Hiểu và vận dụng được các phương pháp

thiết kế bộ điều khiển, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, phương

pháp biểu đồ Bode, phương pháp gán điểm cực để thiết kế bộ điều

khiển PID trong công nghiệp

G2.1.1

Phân tích một đối tượng dưới dạng phương trình hàm truyền, phương

trình trạng thái; ứng dụng phần mềm Matlab để phân tích, thiết kế và

mô phỏng hệ thống điều khiển tự động

2.1.1

G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm

G3.1.1 Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp

các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn 3.1.1

G3.1.2

Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công

nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an

toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội

3.2.1

5 NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY

Tuần

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

1

PHẦN MỞ ĐẦU

Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động

1.1 Các khái niệm cơ bản

1.2 Các nguyên tắc điều khiển cơ bản

1.3 Phân loại các hệ thống điều khiển tự động

1.4 Lịch sử phát triển lý thuyết điều khiển tự động

1.5 Một số ví dụ về hệ thống điều khiển

2

PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN

TÍNH LIÊN TỤC

Chương 2: Mô tả toán học hệ thống điều khiển liên

tục

2.1 Khái niệm

2.2.Phép biến đổi Laplace

2.3 Hàm truyền đạt

2.4 Phương trình trạng thái

3 [1], [2], [3],

[5]

Tuần

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

3

Chương 3 : Đặc tính động học của hệ thống điều

khiển

3.1 Khái niệm về đặc tính động học

3.2 Các khâu động học điển hình

3 [1], [2], [3],

[5]

4 3.3 Đặc tính động học của hệ thống tự động 3 [1], [2], [3],

[5]

5

Chương 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống điều

khiển

4.1 Khái niệm ổn định

4.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số

3 [1], [2], [3],

[4]

6 4.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS)

[1], [2], [3], [4]

7 Thảo luận, chữa bài tập: chương 1, 2, 3, 4 (trên lớp) 3 [1], [2], [3],

[4], [5]

7 Thảo luận, chữa bài tập: chương 1, 2, 3, 4 (trực

[1], [2], [3], [4], [5]

8

Chương 5: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển

5.1 Các tiêu chuẩn chất lượng

5.2 Sai số xác lập

5.3 Đáp ứng quá độ

5.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ

3 [1], [3], [4]

9

Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính

liên tục

6.1 Khái niệm

6.2 Ảnh hưởng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng

của hệ thống

6.3 Thiết kế hệ thống dùng QĐNS

3 [1], [2], [3],

[4], [5]

[4], [5]

11 6.5 Thiết kế hệ thống điều khiển hồi tiếp trạng thái 3 [1], [2], [3],

[4], [5]

Tuần

Số tiết

LT

Số tiết

TH

Tài liệu học tập, tham khảo

12

PHẦN 2 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI RẠC

Chương 7 : Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời

rạc

7.1 Khái niệm

7.2 Phép biến đổi Z

7.3 Mô tả hệ thống rời rạc bằng hàm truyền đạt

- 7.4 Mô tả toán học hệ thống điều khiển số bằng

phương trình trạng thái

3 [1], [2], [3],

[5]

13

Chương 8: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển

rời rạc

8.1 Tính ổn định của hệ xung – số

8.2 Tính quá trình quá độ của hệ thống rời rạc

3 [1], [2], [3],

[5]

14

8.3 Thiết kế bộ điều khiển PID số

8.4.Tính điều khiển được và quan sát được của hệ điều

khiển số

3 [1], [2], [3],

[5]

15 Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trên lớp) 3 [1], [2], [3],

[4], [5]

15 Thảo luận, chữa bài tập: chương 5, 6, 7, 8 (trực

[1], [2], [3], [4], [5]

6 MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN

Mức 1: Thấp Mức 2: Trung bình Mức 3: Cao

Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần

G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1

1

PHẦN MỞ ĐẦU

Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động

Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần

G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1

bản

1.3 Phân loại các hệ thống điều

1.4 Lịch sử phát triển lý thuyết

1.5 Một số ví dụ về các hệ thống

2

PHẦN 1 : HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TUYẾN TÍNH LIÊN TỤC

Chương 2: Mô hình toán học hệ thống điều khiển liên tục

3

Chương 3 : Đặc tính động học của hệ thống

3.1 Khái niệm về đặc tính động

3.3 Đặc tính động học của hệ

4

Chương 4: Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ

4.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm

5

Chương 5: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển

5.4 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp

Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần

G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1

6

Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục

6.2 Ảnh hướng của các khâu hiệu

6.5 Thiết kế hệ thống điều khiển

7

PHẦN HAI : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG RỜI RẠC

Chương 7 : Mô tả toán học hệ thống điều khiển rời rạc

7.3 Mô tả hệ thống rời rạc bằng

7.4 Mô tả toán học hệ thống điều

khiển số bằng phương trình trạng

thái

8

Chương 8: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc

8.1 Tính ổn định của hệ thống rời

8.2 Tính quá trình quá độ của hệ

8.4 Tính điều khiển được và quan

7 PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN

TT

Điểm

thành

phần

Quy định

(Theo QĐ Số:

686/QĐ-ĐHKTKTCN)

Chuẩn đầu ra học phần

G1.2.1 G1.3.1 G2.1.1 G3.1.1 G3.2.1

1

Điểm quá

trình

(40%)

1 Kiểm tra thường xuyên

+ Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp

+ Số lần: Tối thiểu 1 lần/sinh viên

+ Hệ số: 1

2 Kiểm tra định kỳ lần 1

+ Hình thức: Trắc nghiệm + Thời điểm: Tuần 6 (sau khi học xong chương 4) + Hệ số: 2

3 Kiểm tra định kỳ lần 2

+ Hình thức: Trắc nghiệm + Thời điểm: Tuần 11 (sau khi học xong chương 6)

+ Hệ số: 2

4 Kiểm tra định kỳ lần 3

+ Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Tuần 15 (sau khi kết thúc chương 8)

+ Hệ số: 2

5 Điểm chuyên cần:

+ Hình thức: Điểm danh theo thời gian tham gia học trên lớp

+ Hệ số: 3

2

Điểm thi

kết thúc

học phần

(60%)

+ Hình thức: Trắc nghiệm + Thời điểm: Theo lịch thi học kỳ

+ Tính chất: Bắt buộc

Ghi chú: Số lần kiểm tra định kỳ bằng số tín chỉ học phần

8 PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC

 Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ website để tìm tư liệu liên quan đến môn học Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng kết chương, sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan trong giảng dạy Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập lớn, kết quả kiểm tra và các nội dung lý thuyết chính mỗi chương

 Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp mô phỏng; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu

tả, làm mẫu, phương pháp giảng dạy online sử dụng LMS, ZOOM…

 Sinh viên chuẩn bị bài từng chương, làm bài tập đầy đủ, trau dồi kỹ năng làm việc nhóm để chuẩn bị bài thảo luận

 Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, các ý tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau

9 QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN

9.1 Quy định về tham dự lớp học

 Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ các buổi học Trong trường hợp nghỉ học do lý do bất khả kháng thì phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ và hợp lý

 Sinh viên vắng quá 50% buổi học dù có lý do hay không có lý do đều bị coi như không hoàn thành khóa học và phải đăng ký học lại vào học kỳ sau

 Tham dự các tiết học lý thuyết

 Thực hiện đầy đủ các bài tập được giao trong cuốn tài liệu học tập

 Tham dự kiểm tra giữa học kỳ

 Tham dự thi kết thúc học phần

 Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

9.2 Quy định về hành vi lớp học

 Học phần được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm

 Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định Sinh viên đi trễ quá 15 phút sau khi giờ học

bắt đầu sẽ không được tham dự buổi học

 Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học

 Tuyệt đối không được ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại,

máy nghe nhạc trong giờ học

10 TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO

10.1 Tài liệu học tập:

[1] Ths Nguyễn Hải Bình, Ths Trần Quốc Đạt, Ths Hà Huy Giáp, Ths Phạm Văn Minh,

Tài liệu học tập Lý thuyết điều khiển tự động, 2020

10.2 Tài liệu tham khảo:

[2] Phạm Công Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Khoa học và Kỹ thuật,

2006

[3] Huỳnh Thái Hoàng, Nguyễn Thị Phương Hà, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB

Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2018

[4] Nguyễn Thương Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động thông thường và hiện đại

(Quyển 1 - Hệ tuyến tính ), NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2009

[5] Nguyễn Phùng Quang, Matlab và Simulink, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006

11 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN

 Các Khoa, Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực hiện

 Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học đầu tiên của học

phần

Giảng viên thực hiện theo đúng đề cương chi tiết đã được duyệt