Đề cương ôn tập lý thuyết điều khiển tự động hệ cao đẳng

Xác định phương trình trạng thái của hệ thống.. Viết phương trình đặc trưng của hệ từ phương trình trạng thái.. Xác định phương trình trạng thái của hệ thống.. Viết phương trình đặc trưn

STT Nội dung câu hỏi và đáp án Chương Mức

độ

Loại câu hỏi

1 Câu hỏi:

Cho mạch điện có sơ đồ:

R1

uo(t)C

(

b (0.5 điểm)

1)(

1)

c (0.5 điểm) 1 nghiệm cực, không có nghiệm Zero

k R k

R dt

du R

1 1)(

b (0.5 điểm)

200)

W

F C

u d

s W

c (0.5 điểm) Hệ có 2 nghiệm cực, không có nghiệm zero

1.011

R

Cs R s W



s

a Xác định phương trình trạng thái của hệ thống

b Viết phương trình đặc trưng của hệ từ phương trình trạng thái

00

1

6/16/10

05.15.0

a Xác định phương trình trạng thái của hệ thống

b Viết phương trình đặc trưng của hệ từ phương trình trạng thái

10

1

5/15/10

05

3/1

50

1

13

2

1 2

1

t r x

x x

x

x t

y

)

(t

r - tín hiệu vào; y (t)- tín hiệu ra

a Vẽ sơ đồ cấu trúc mô tả hệ thống

s s

W

8 Câu hỏi:

Cho đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái:

)(12

03

4

10

2

1 2

1

t r x

x x

x

x t

y

)

(t

r - tín hiệu vào; y (t)- tín hiệu ra

a Vẽ sơ đồ cấu trúc mô tả hệ thống

12)

9 Câu hỏi:

Cho đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái:

)(10

12

8

10

2

1 2

1

t r x

x x

x

x t

y

)

(t

r - tín hiệu vào; y (t)- tín hiệu ra

a Vẽ sơ đồ cấu trúc mô tả hệ thống

)10(5)

s s

W

-Đáp án:

(3đ)

5 3 2 6 1 5 3

3 2 11

)(

W W W W W W W

W W W s

H1H2

-

-a Hãy xác định hàm truyền đạt của hệ

b Tính hàm truyền đạt của hệ với

5s

4.1s

2 11

)(

H W W H W

W W s

1(

)4.1(10)

s s s

s s

2 1 3 2 1

4 3 2 1

)1())(

(1

)1)(

()

(

H W

H H W W W

W W W W s

7(

5)

a Xác định hàm truyền đạt

b Cho r(t)5.1(t), hãy xác định và vẽ tín hiệu đầu ra y(t)

c Xác định giá trị đáp ứng đầu ra y(t) ở trạng thái xác lập

Đáp án:

a (0.5đ)

)3)(

15(

2)

Cho hệ thống có hàm truyền đạt như sau:

a Hãy xây dựng đặc tính biên độ tần số logarith của hệ

b Xác định và vẽ hàm trọng lượng

Đáp án:

a (1.5đ)

-150 -100 -50 0 50 100

3

t r dt

t dr dt

t dy dt

t y d dt

t y

Đáp án:

a (1đ)  

s s s

s s

W

23

32 3

3)

3

t r t y dt

t dy dt

t y d dt

t y

32 3

b (1đ) h t t e t e 2t e 3t

2

12

32

3)(1.2

1)

18 Câu hỏi:Cho mạch điện có sơ đồ:

1

R C

2

R

Cho R1 = 1kΩ ; R2 = 5kΩ ; C = 0.2μF F

a Xác định hàm truyền đạt của mạch điện trên

b Xác định và vẽ đặc tính hàm quá độ của hệ trên

Đáp án:

a (1.5đ)    

6000

50001

2 1 2

1

1 2

Cs R R s

W

b (1.5đ) h t t e 6000t

6

1)(1.6

5)

i

H

5.0

Cho điện áp đầu vào là u i t 50.1 t .

R s

Ls s

W

b (1đ)

21 Câu hỏi:

Hãy xây dựng đặc tính tần logarith biên độ (biểu đồ Bode biên độ) của hệ

thống có hàm truyền đạt như sau:

t dr t y dt

t dy dt

t y d

Đáp án:

a (1đ)

)1)(

45(

2)

s s

1)(

23 Câu hỏi:Hãy xây dựng đặc tính tần logarith biên độ (biểu đồ Bode biên độ) của hệ

thống có hàm truyền đạt như sau:

10010

s s

W

Đáp án:

(2đ)

24 Câu hỏi:Hãy xây dựng đặc tính tần logarith biên độ (biểu đồ Bode biên độ) của hệ

thống có hàm truyền đạt như sau:

)11.0)(

1(

100)

s s W

a Xác định và vẽ tín hiệu đầu ra y(t).

b Tìm khoảng thời gian cần thiết để tín hiệu đầu ra y(t) đạt 90% giá trị



s

a Xác định và vẽ tín hiệu đầu ra y(t)

b Xác định giá trị xác lập của tín hiệu đầu ra y(t)

Đáp án:

a (2đ)

)10)(

5(

40)

t

e t t

5

45

8)(15

a (2đ) -15-20 -15 -10 -5 0 5

-10 -5 0 5 10 15

s s s W

3 4

4

t r dt

t dr t

y dt

t dy dt

t y d dt

t y d dt

t y d

110)

s s

W

b (2đ) b0 8/7;b1 25/8: hệ không ổn định.

30 Câu hỏi:Cho hệ thống điều khiển có phương trình trạng thái:

3 2 1

3 2 1

0010)(

)(100

241

100

010

x x

x t

y

t r x

x x K

x x x







a Xác định phương trình đặc trưng của hệ

b Tìm điều kiện của K để hệ thống ổn định

)1(10

s

s K s

s s

 s Y

3

2102 3

s

s k s

W

b (1.5đ) Không tồn tại giá trị của k để hệ ổn định

33 Câu hỏi:Cho hệ điều khiển phản hồi âm đơn vị có hàm truyền hở là:

k s

k s

2 



s s

Đáp án:

2)22()25(

122





s k s k s

s s



 s s s

 s Y

s s

k ks s

W

4020

45

4020

2 3 4

155

2 3

s

ks ks

s W

b (1.5đ) k>-1.28

37 Câu hỏi:

Cho hệ phản hồi âm đơn vị có hàm truyền đạt hệ hở:

)3)(

2)(

1()(

K s

s s

39 Câu hỏi:Cho hệ điều khiển có phương trình trạng thái:

)(0017

137

100

010

3 2 1

3 2

1

t r x

x x x

x x

()1()

2(5

2 3

3

t r dt

t dr t y K dt

t dy K

dt

t y d dt

t y d

2(56

1)

s s

Biết tín hiệu vào: r(t) = 1(t) + 10t

a Tính sai số xác lập của hệ theo K

b Tìm K để hệ có sai số xác lập  0.01 Sai số xác lập của hệ thống

phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Đáp án:

a (1.5đ)  70/K

b (1.5đ) K = 700

42 Câu hỏi:Cho quy luật điều khiển tuyến tính:

s s

W( )501

Hãy xác định và vẽ đặc tính hàm quá độ, đồ thị Bode, rút ra nhận xét về

ưu nhược điểm của quy luật điều khiển trên?

Cho hệ thống có đặc tính hàm quá độ như hình vẽ Hãy xác định các chỉ

tiêu chất lượng của hệ thống: sai số xác lập, thời gian quá độ, độ quá điều

3 2 1

021)(

)(001

2150

1020

431

x x

x t

y

t r x

x x x

x x







a Kiểm tra tính điều khiển được của hệ

b Kiểm tra tính quan sát được của hệ

2 1

3

x y

r x x x

x x

a Phân tích tính điều khiển được, quan sát được của đối tượng

b Thiết kế bộ điêu khiển phản hồi trạng thái để được hệ thống điêu khiển

2

31

và y1 2x

a Xét tính điều khiển được và quan sát được của đối tượng trên

b Nếu đối tượng thỏa mãn điều kiện điều khiển được và quan sát được,

hãy thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái sao cho hệ kín có hai điểm

47 Câu hỏi:Cho sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển phản hồi, sử dụng luật điều

khiển P:

 s R

 s Y

Cho tín hiệu đầu vào là r(t)=2.1(t).

a Tìm giá trị K P sao cho sai lệch tĩnh của hệ bằng 0.1

b Luật điều khiển cần thay đổi thế nào để triệt tiêu được sai lệch tĩnh

Đáp án:

a (1.5đ)  

s k s

s

s s s

2158

1582 2

30lim

 

s

K K s

 s R

Cho tín hiệu đầu vào là r(t)=5.1(t).

a Tìm giá trị K P sao cho sai lệch tĩnh của hệ bằng 0.4

b Tìm đáp ứng của hệ với K P tìm được ở trên

b Luật điều khiển cần thay đổi thế nào để triệt tiêu được sai lệch tĩnh

Đáp án:

a (1đ)  

s K s

s s

E

P

5.25

K s

Y

P

P

5.62

5.2875

.25

c (1đ) Thêm luật I thành luật PI

50 Câu hỏi:Cho sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển phản hồi sau.

 s R

Cho tín hiệu đầu vào là r(t)=2.1(t)

a Tìm K P sao cho hệ có sai số xác lập là 0.2

b Với K P tìm được ở trên hãy vẽ biểu đồ Bode biên độ của hệ

Đáp án:

a (1đ)  

s K s

s s

E

P

2.25

K s

P P

51 Câu hỏi:Cho sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển phản hồi, sử dụng luật điều

khiển P:

 s R

Cho tín hiệu đầu vào là r(t)=5.1(t).

a Tìm giá trị K P sao cho sai lệch tĩnh của hệ bằng 0.5

b Luật điều khiển cần thay đổi thế nào để triệt tiêu được sai lệch tĩnh

Đáp án:

a (1.5)  

s k s

s

s s s

25015

50152

250lim

sE e

3

20

và y1 1x

a Xét tính ổn định của đối tượng

b Xét tính điều khiển được và quan sát được của đối tượng trên

c Nếu đối tượng thỏa mãn điều kiện điều khiển được và quan sát được,

hãy thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái sao cho hệ kín có hai điểm

cực mới là s1 , 2 23j

Đáp án:

a (1đ) Phương trình đặc tính detsI A0

062

11

100

010

b (1.5đ) Điều khiển được, quan sát được

54 Câu hỏi:Cho đối tượng có mô hình

u x

422

410

020

a Xét tính điều khiển được, quan sát được của hệ

b Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái sao cho hệ thống kín có ba

điểm cực mong muốns1 2, s2 3 và s1 4

212

300

010

a Xét tính điều khiển được, quan sát được

b Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái sao cho hệ thống kín có ba

điểm cực mong muốns1 1s2 2 và s3 4.

Đáp án:

a (1.5đ) Điều khiển được, quan sát được

b (1.5đ) K=[-0.1333 0.7333 1];