Môn học nhằm trang bị các kiến thức cơ bản về một hệ thống điều khiển tự động bao gồm các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý để từ đó sinh viên có thể phân tích, và tính chọn từng bộ phận hoặc toàn bộ hệ thống điều khiển tự động trong thực tiễn.
Trang 1Đại Học Quốc Gia TP.HCM Vietnam National University – HCMC
Trường Đại Học Bách Khoa Ho Chi Minh City University of Technology
Đề cương môn học
Kỹ thuật điều khiển tự động
(Control system technology)
Môn không xếp TKB
Hình thức đánh giá Quá trình: 70% (xem chi tiết ở mục 5)
Cuối kỳ: 30% (trắc nghiệm, 75')
Môn tiên quyết
Môn học trước Trang bị điện điện tử trong máy công nghiệp (ME2005)
Môn song hành
CTĐT ngành Tất cả các ngành thuộc khoa Cơ khí
Trình độ đào tạo Đại học
Ghi chú khác Riêng ngành Công nghệ may thì môn học trước là: Kỹ thuật điện (EE1005)
1. Mục tiêu của môn học:
Môn học nhằm trang bị các kiến thức cơ bản về một hệ thống điều khiển tự động bao gồm các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý để từ đó sinh viên có thể phân tích, và tính chọn từng bộ phận hoặc toàn bộ hệ thống điều khiển tự động trong thực tiễn
Aims:
This subject covers the terminology, concepts, principles, procedures, and computations used by engineers and technicians to analyze, select, specify, design, and maintain control systems
2. Nội dung tóm tắt môn học:
Môn học giới thiệu các thành phần cơ bản trong một hệ thống / quá trình điều khiển tự động bao gồm phần tử cảm biến, phần tử tác động, phần tử điều khiển, và mối liên kết giữa các phần tử này. Các nội dung chính bao gồm:
Các khái niệm và nguyên lý cơ bản
Hàm truyền và biến đổi Laplace
Xử lý tín hiệu
Cơ cấu cảm biến
Cơ cấu tác động
Điều khiển quá trình
Course outline:
This subject presents the fundamental language of control system technology. It is followed by basic components of automatic control systems including sensors, actuators, controllers, and their signal interconnection. Main contents are:
Common concepts and principles of a typical control system
Transfer function and Laplace transformation
Signal conditioning
Actuators
Sensors
Process control
Trang 2Tài liệu học tập có thể được tải xuống từ trang BKEL (http://elearning.hcmut.edu.vn/). Các slide bài giảng được cập nhật hàng tuần theo tiến độ học tập trên lớp. Bên cạnh đó, sinh viên có thể tự học, tìm hiểu sâu hơn thông qua các tài liệu sau:
[1] Robert N. Bateson, Introduction to Control System Technology, 7th Edition, Prentice Hall, 2002.
[2] Curtis D. Johnson, Process Control Instrumentation Technology, 7th Edition, Prentice Hall, 2003.
[3] Christopher T. Kilian, Modern Control Technology: Components and Systems, 2nd Edition, Delmar Thomson Learning, 2001.
4. Hiểu biết, kỹ năng, thái độ cần đạt được sau khi học môn học:
L.O.1
Nắm vững các thuật ngữ, khái niệm và nguyên lý hoạt động của một hệ thống tự động điển hình, ví dụ như hệ thống điều khiển vị trí
L.O.1.1 Mô tả và minh họa được các khái niệm: hệ thống điều khiển, sơ đồ khối và hàm truyền
L.O.1.2 Phân biệt được hệ thống vòng hở, vòng kín
L.O.1.3 Minh họa và giải thích được các tính chất phi tuyến của phần tử / hệ thống
L.O.1.4 Minh họa và giải thích được các dạng đáp ứng của phần tử / hệ thống
L.O.1.5 Nêu được ba mục tiêu điều khiển cũng như minh họa ba tiêu chuẩn đánh giá hệ thống điều khiển
L.O.1.6 Minh họa được các khái niệm: cơ cấu servo, điều khiển trình tự, hệ thống điều khiển số/tương
tự … khi phân loại hệ thống điều khiển
L.O.1.7 Minh họa được các khái niệm: trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ của một phần
tử nào đó
L.O.1.8 Gợi ý lại được các đại lượng đo thông dụng và nguyên lý đo tương ứng đã học ở môn 'Dung sai
va kỹ thuật đo'
L.O.2
Trình bày chức năng và mối liên kết giữa các thành phần trong một hệ thống điều khiển
L.O.2.1 Biểu diễn được sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển
L.O.2.2 Thực hiện được các phép biến đổi đơn giản sơ đồ khối hệ thống
L.O.2.3 Nhận biết vai trò chức năng của từng thành phần và mối liên hệ giữa các thành phần trong một trạm trộn bê tông
L.O.3
Áp dụng Matlab để khảo sát đáp ứng của một hệ thống điều khiển
L.O.3.1 Biểu diễn đồ thị thể hiện được đặc tính đáp ứng bước của hệ thống điều khiển vòng kín bằng Matlab
L.O.3.2 Thực hiện được biến đổi Laplace thuận để thiết lập hàm truyền của phần tử
L.O.3.3 Phân tích, đánh giá định tính đáp ứng của hệ thống bậc 1, bậc 2
L.O.3.4 Ứng dụng Matlab để khảo sát đáp ứng theo thời gian, đáp ứng tần số của một hàm truyền được cho
L.O.3.5 Minh họa được nguyên lý các mạch lọc thông thấp, thông cao và chắn dãy thông qua biểu đồ Bode
L.O.3.6 Đánh giá đáp ứng của hệ thống điều khiển đối với chế độ điều khiển PID
L.O.4
Trình bày nguyên lý, phân tích, và lựa chọn từng bộ phận trong hệ thống điều khiển
L.O.4.1 Thiết kế các mạch Opamp để xử lý các phép toán đơn giản (khuếch đại đảo, khuếch đại không đảo, mạch tổng, mạch vi sai)
L.O.4.2 Trình bày và minh họa khái niệm cách ly và biến đổi trở kháng
L.O.4.3 Ứng dụng được mạch cầu Wheatstone trong xử lý tín hiệu
L.O.4.4 Tính toán được tần số và khoảng thời gian lấy mẫu
L.O.4.5 Xác định sai số của các bộ chuyển đổi ADC và DAC
L.O.4.6 Thực hiện các phép biến đổi tính xung liên quan đến bộ mã hóa
L.O.4.7 Trình bày đặc điểm về nguyên lý, cách vận hành sử dụng đối với một loại cảm biến nào đó L.O.4.8 Tra cứu được thông tin và trình bày trước lớp về những đặc điểm cơ bản của một thiết bị rơle L.O.4.9 Trình bày được các đặc điểm vận hành của động cơ bước (đảo chiều, thay đổi tốc độ)
L.O.4.10 Trình bày đặc điểm và so sánh giữa 4 loại cơ cấu điều khiển (cơ, điện, điện tử và vi điều khiển)
Trang 3Thực hiện sơ đồ mạch điều khiển quá trình
L.O.5.1 Nhận diện các trạng thái hoạt động của một quá trình rời rạc
L.O.5.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển
L.O.5.3 Hiện thực mạch điện điều khiển trình tự từ lưu đồ điều khiển
L.O.5.4 Thực hiện mạch điện động lực từ lưu đồ điều khiển
L.O.6
Nhận thức được mức độ hữu dụng của môn học mang lại trong công tác kỹ sư
L.O.6.1 Giới thiệu về mình tự tin và ngắn gọn
L.O.6.2 Thiết lập hợp đồng nhóm
L.O.6.3 Minh họa những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng tự động hóa thông qua bản đồ tư duy
L.O.1
Demonstrate terminologies and common concepts of a typical control system, e.g. a position control system
L.O.1.1 Illustrate the concept: control systems, block diagrams and transfer function
L.O.1.2 Present basic characteristics of the openloop / closedloop control system
L.O.1.3 Illustrate and explain the nonlinear properties of the element / system
L.O.1.4 Illustrate and explain types of response for an element
L.O.1.5 Name 3 control objectives and 3 criteria of good control
L.O.1.6 Demonstrate concepts: servomechanism, process control, digital control systems / analog L.O.1.7 Illustrate concepts: resistance, capacity, inertia, and time delay for a certain element
L.O.1.8 Recall common parameters and their measurement principles learned in the course of Tolerance and Measurement
L.O.2
Present functions and links between elements in a control system
L.O.2.1 Sketch a block diagram of a control system
L.O.2.2 Reduce block diagrams to a simpler form
L.O.2.3 Identify main components and their interconnection in a cement mixing system
L.O.3
Apply Matlab to analyze the response of the component / system
L.O.3.1 Plot the response to a step input for a closedloop control system using Matlab
L.O.3.2 Implement Laplace Transforms to derive the transfer function of the element
L.O.3.3 Quantitative analyze the responses of 1st order systems, 2nd order systems
L.O.3.4 Use Matlab to study time response and frequency response of a given transfer function
L.O.3.5 Illustrate the principles of the lowpass filter, highpass filter and notch filter through bode diagram
L.O.3.6 Identify the effect of proportional coefficient, integral coefficient and derivative coefficient to system performance
L.O.4
Discuss the principles, analyze and select equipment in practical applications
L.O.4.1 Design inverting amplifier, noninverting amplifier, summing amplifier, differential amplifier using opamp
L.O.4.2 Illustrate concepts of isolation and impedance changes
L.O.4.3 Apply the Wheatstone bridge circuit in the signal processing
L.O.4.4 Calculate sampling rate and sampling period
L.O.4.5 Determine quantization error of an A/D converter
L.O.4.6 Calculate the number of pulse required for an encoder in a certain application
L.O.4.7 Present basic characteristics and usage of a certain sensor applied in motion systems or industrial processes
L.O.4.8 Look up basic specifications of a certain relay
L.O.4.9 Present working principle of stepping motors in terms of speed and direction
L.O.4.10 Compare four types of actuator: mechanical system, electrical system, electronic system and microcontroller system
L.O.5
Design control systems for sequential operations
L.O.5.1 Identify states of a discrete process
L.O.5.2 Establish a sequential function chart
Trang 4L.O.5.4 Implement a power circuit using relay from a given sequential function chart
L.O.6
Realize “workready engineers” and advantages in applications of manufacturing automation
L.O.6.1 Introduce yourself confidently and concisely
L.O.6.2 Establish a group contract
L.O.6.3 Illustrating the benefits of the automation through mind maps
5. Hướng dẫn cách học chi tiết cách đánh giá môn học:
Lý thuyết + bài tập: học trên lớp15 buổi, 3 tiết / buổi
Thí nghiệm: 3 buổi (tương ứng 3 bài: Lab #1, Lab #2, Lab #3), 5 tiết / buổi. Phân nhóm: 20 sinh viên / nhóm
Bài Lab #1: thực hiện trong tuần 4 / tuần 5
Bài Lab #2: thực hiện trong tuần 8 / tuần 9
Bài Lab #3: thực hiện trong tuần 13 / tuần 14
Tài liệu được đưa lên BKEL hàng tuần. Sinh viên tải về, in ra và mang theo khi lên lớp học. Điểm tổng kết môn học được đánh giá xuyên suốt quá trình học, cơ bản gồm hai cột điểm: điểm quá trình (70%) và điểm thi cuối kỳ (30%) + Bài tập:
• Bài tập trên lớp (nhóm) : 15%
• Bài tập về nhà (nhóm) : 5%
• Bài tập về nhà (cá nhân) : 15%
+ Thực hành:
+ Quá trình:
• Hoạt động nhóm : 10%
+ Thi:
Điều kiện dự thi:
Sinh viên được yêu cầu phải tham dự giờ giảng trên lớp ít nhất 70% (số lần được điểm danh chuyên cần). Ngoài
ra, sinh viên phải hoàn thành tất cả bài tập về nhà đúng hạn cũng như thực hiện đầy đủ các phần thuyết trình của nhóm. Đây là những điều kiện cần để sinh viên đạt môn học này
Sinh viên cần lưu ý thời hạn nộp bài tập. Nộp muộn sẽ không được chấp nhận nếu không có một lý do chính đáng
đã được trình bày và phê duyệt của giảng viên trước ngày đến hạn. Bài tập nộp muộn cho phép sẽ bị trừ đi 2 điểm đối với mỗi ngày nộp trễ
6. Dự kiến danh sách Cán bộ tham gia giảng dạy:
TS. Phạm Công Bằng
TS. Đoàn Thế Thảo
TS. Võ Tường Quân
TS. Nguyễn Duy Anh
Th.S Nguyễn Đàm Tấn
TS. Phùng Trí Công
TS. Trần Việt Hồng
7. Nội dung chi tiết:
Tuần/
Chương Nội dung Chuẩn đầu ra chitiết
Hoạt động dạy và học Hoạt động
đánh giá
L.O.6.1 Giới thiệu
về mình tự tin và ngắn gọn
Tự giới thiệu về mình
Trình bày mẫu giới thiệu
Tổng hợp danh sách sinh viên
Soạn tiêu chí chấm
Thực hành tự giới thiệu theo mẫu cung cấp
Làm bài tập cá nhân ở nhà IHW #1
IHW #1
Trang 51 Giới thiệu về mônhọc
IHW #1
L.O.6.2 Thiết lập hợp đồng nhóm
Giới thiệu lướt qua
đề cương môn học
Giải thích các hoạt động cá nhân và nhóm
Thúc đẩy hoạt động nhóm
Tóm tắt và giới thiệu chuẩn ABET
Tải tài liệu tham khảo
Hoàn chỉnh rubrics
để đánh giá hợp đồng nhóm
Cung cấp rubrics
để đánh giá sự cộng tác trong nhóm
Thảo luận theo nhóm về những yêu cầu đối với một kỹ sư ngày nay
Tìm hiểu về cách đánh giá môn học
Hình thành nhóm, thảo luận và thiết lập hợp đồng GHW #1
In và nộp bản hợp đồng nhóm. Hạn chót: buổi học tới
GHW #1
L.O.6.3 Minh họa những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng tự động hóa thông qua bản đồ tư duy
Giới thiệu ngắn gọn
về bản đồ tư duy
Thảo luận tất cả những vấn đề liên quan đến môn học
và biểu diễn thông qua bản đồ tư duy AIC #1
Trình bày trước lớp
về kết quả thảo luận của nhóm mình
AIC #1
2
Chương 1: Các khái
niệm và nguyên lý cơ
bản
Sơ đồ khối và hàm
truyền đạt
Hệ thống điều
khiển vòng hở / vòng
kín
L.O.1.1 Mô tả và minh họa được các khái niệm: hệ thống điều khiển, sơ đồ khối và hàm truyền
Giới thiệu hệ thống:
người + xe để tạo thành hệ thống điều khiển xe 40km/h
dẫn dắt để đưa tới các khái niệm: htđk,
sơ đồ khối và hàm truyền
Thảo luận nhóm về những thành phần cấu thành hệ thống đảm bảo vận tốc 40km/h
Thể hiện sự mối liên hệ giữa các thành phần trong hệ thống
AIC #2
L.O.1.2 Phân biệt được hệ thống vòng
hở, vòng kín
Nêu những thí dụ
về các hệ thống điều khiển khác nhau, yêu cầu biểu diễn dưới dạng sơ đồ khối hệ thống và đặt vấn đề
đề sinh viên suy nghĩ
Nhắc về thí dụ chiếc xe: người lái không kinh nghiệm + đồng hồ xe gắn máy / người lái có kinh nghiệm + không có đồng hồ xe
dẫn dắt để đưa tới các khái niệm: vòng
hở, vòng kín … (từ thực tế cho đến điều khiển tốc độ băng tải, cho đến vị trí anten)
Quan sát về khả năng đảm bảo tính chính xác, ổn định của các hệ thống hệ thống điều khiển
Tự suy luận ra các thành phần cấu thành hệ thống
AIC #3
L.O.2.1 Biểu diễn được sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển
Phân tích các thành phần chức năng cơ bản
Nêu thí dụ về các thành phần chức
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu
Làm AIC #4
AIC #4
Trang 6Chương 1: Các khái
niệm và nguyên lý cơ
bản
Biểu diễn sơ đồ
khối
Vai trò của controller
trong hệ thống điều
khiển vòng kín
Tính phi tuyến
Dạng đáp ứng
Mục tiêu và tiêu chí
đánh giá chất lượng
HTDK
Đơn giản sơ đồ
khối
năng
L.O.3.1 Biểu diễn
đồ thị thể hiện được đặc tính đáp ứng bước của hệ thống điều khiển vòng kín bằng Matlab
Phân tích tầm quan trọng của bộ điều khiển
Nêu thí dụ về chế
độ điều khiển P trong
hệ thống điều khiển
vị trí bàn máy
Hướng dẫn sử dụng Matlab (ghép nối ma trận, trích ma trận con, vẽ đồ thị,
và tạo hàm)
Post IHW #2
Post file hướng dẫn
sử dụng Matlab
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu
Làm IHW #2
IHW #2, LAB
#1
L.O.1.3 Minh họa
và giải thích được các tính chất phi tuyến của phần tử /
hệ thống
Từ thì dụ điều khiển
vị trí bàn máy, cho input và hỏi output
Từ đó dẫn đến đặc tính tuyến tính mong muốn của phần tử /
hệ thống
Nhấn mạnh lợi ích của tính tuyến tính
Chỉ rõ bản chất phi tuyến của phần tử, nêu thí dụ tính phi tuyến của bộ truyền bánh răng
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu
Thảo luận nhóm để làm câu 1, AIC #5 (10')
AIC #5
L.O.1.4 Minh họa
và giải thích được các dạng đáp ứng của phần tử / hệ thống
Từ thì dụ điều khiển
vị trí bàn máy, dẫn dắt vấn đề khi thay đổi giá trị G1
Đặt tình huống khi chạy từ vị trí này đến
vị trí kia sao cho nhanh nhất
Từ thì dụ điều khiển
vị trí bàn máy, nhấn mạnh dạng đáp ứng
có thể được chọn theo ý muốn … và điều này tùy thuộc vào ứng dụng
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu
Thảo luận nhóm để làm câu 2, AIC #5 (10')
AIC #5, LAB #1
L.O.1.5 Nêu được
ba mục tiêu điều khiển cũng như minh họa ba tiêu chuẩn đánh giá hệ thống điều khiển
Đặt vấn đề về các mục tiêu mong muốn của hệ thống điều khiển
Lưu ý nhấn mạnh
về sự tồn tại (khác không) của giá trị sai lệch, cách tính thời gian xác lập
Giới thiệu các tiêu chuẩn đánh giá
Tùy thuộc vào hiện trạng
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu
Thảo luận nhóm để làm câu 3, AIC #5 (5')
AIC #5, LAB #1
L.O.2.2 Thực hiện được các phép biến đổi đơn giản sơ đồ khối hệ thống
Dẫn dắt vấn đề về nhu cầu tìm hàm truyền đạt hệ thống
… xuất phát từ khái niệm hệ thống điều khiển
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu
Thảo luận nhóm để làm câu 4, AIC #5 (5')
AIC #5
Trang 74
Chương 1: Các khái
niệm và nguyên lý cơ
bản
Phân loại hệ thống
điều khiển
Khái niệm trở
kháng, dung lượng,
quán tính, và thời
gian trễ
Lab #1: Ứng dung
Matlab trong phân
tích đáp ứng hệ
thống điều khiển
L.O.1.6 Minh họa được các khái niệm:
cơ cấu servo, điều khiển trình tự, hệ thống điều khiển số/tương tự … khi phân loại hệ thống điều khiển
Yêu cầu 1 sinh viên lên vẽ lại sơ đồ khối HTĐK vòng kín
Minh họa có những cách phân loại chi tiết các HTĐK
Lướt qua từng chủ
đề trong slide, và gợi
ý từng chủ đề để sinh viên thảo luận
Đối với loại tín hiệu:
nhắc lại ưu điểm của tín hiệu số
Nghe, trao đổi và thảo luận nhóm các vấn đề được nêu
Làm bài tập về nhà GHW #2. Thời hạn: 1 tuần
GHW #2
L.O.1.7 Minh họa được các khái niệm:
trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ của một phần tử nào đó
Giới thiệu ngắn gọn các đặc tính chung:
trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ
Phân công cho từng nhóm một phần
từ nào đó (điện, lỏng, khí, nhiệt, cơ) và yêu cầu thảo luận trong 25'
Thảo luận và minh họa các đặc tính của phần tử được yêu cầu theo AIC #6
Từng nhóm trình bày trước lớp về kết quả thảo luận cho phần tử liên quan
AIC #6
5
Chương 2: Hàm
truyền và biến đổi
Laplace
Biến đổi Laplace
Đánh giá định tính
đáp ứng của phần tử
L.O.3.2 Thực hiện được biến đổi Laplace thuận để thiết lập hàm truyền của phần tử
Giới thiệu ngắn gọn
sự tương đồng giữa các phần tử thông qua phương trình vi phân
Minh họa phép biến đổi Laplace trong khảo sát pt vi phân bậc 1
Nêu hình thức cuối cùng của hàm truyền
Luyện tập công cụ biến đổi Laplace
Làm AIC #7
AIC #7
L.O.3.3 Phân tích, đánh giá định tính đáp ứng của hệ thống bậc 1, bậc 2
Lướt qua các slide
Dẩn dắt để minh họa tính phổ biến của các hệ thống bậc
1, 2
hệ thống bậc 1: giải thích về ý nghĩa hằng số thời gian tau
hệ thống bậc 2:
phân tích mối quan
hệ giữa nghiệm của mẫu số hàm truyền đến dạng đáp ứng tương ứng của phần tử
Luyện tập để đánh giá định tính đặc điểm đáp ứng
Làm AIC #8
AIC #8
L.O.3.4 Ứng dụng Matlab để khảo sát đáp ứng theo thời gian, đáp ứng tần số của một hàm truyền
Viết lên bảng các dạng hàm truyền bậc
2 khác nhau và yêu cầu sinh viên bình luận dạng đáp ứng tương ứng
Yêu cầu so sánh dạng đáp ứng của 2 hàm truyền có dạng đáp ứng giảm chấn tới hạn để từ đó dẫn dắt đến nhu cầu tìm giá trị xác lập nhanh
Trao đổi và thảo luận
Làm IHW #3 IHW #3
Trang 8Chương 2: Hàm
truyền và biến đổi
Laplace
Đánh giá định
lượng đáp ứng của
phần tử
Chương 4: Hệ thống
xử lý tín hiệu
Các mạch opamp
cơ bản
Giới thiệu định lý đầu cuối để tìm giá trị xác lập
Lướt qua các slide
để giới thiệu về đáp ứng tần số
Minh họa sử dụng các lệnh Matlab để tìm đáp ứng
L.O.4.1 Thiết kế các mạch Opamp để xử
lý các phép toán đơn giản (khuếch đại đảo, khuếch đại không đảo, mạch tổng, mạch vi sai)
Giới thiệu nhu cầu
về xử lý tín hiệu
Lướt qua các giả thiết khi phân tích mạch opamp
Giới thiệu ứng dụng chức năng so sánh
Yêu cầu nhóm thảo luận khi làm bài tập
để tự ôn lại các mạch opamp cơ bản
đã học
Lưu ý khả năng thiết lập hàm bậc 1
từ mạch tổng
Trao đổi và thảo luận cách áp dụng các mạch opamp cơ bản
Làm AIC #9
AIC #9
7
Chương 3: Hệ thống
xử lý tín hiệu
Xử lý tín hiệu tương
tự
Xử lý tín hiệu số
L.O.4.2 Trình bày
và minh họa khái niệm cách ly và biến đổi trở kháng
Lướt qua các slides
Trình bày các bài toán thường gặp
Trao đổi với từng nhóm cụ thể
Hiểu rõ từng ứng dụng bài toán
Thảo luận nhóm để làm AIC #10
AIC #10
L.O.3.5 Minh họa được nguyên lý các mạch lọc thông thấp, thông cao và chắn dãy thông qua biểu
đồ Bode
Giới thiệu về nhiễu tín hiệu
Minh họa thế nào là tín hiệu bị nhiễu và cách xử lý
Trao đổi và thảo luận cách áp dụng các mạch opamp cơ bản
Làm AIC #10, câu 2
AIC #10
L.O.4.3 Ứng dụng được mạch cầu Wheatstone trong xử
lý tín hiệu
Lướt qua các slides
Trình bày các bài toán thường gặp
Trao đổi với từng nhóm cụ thể
Hiểu rõ bài toán
L.O.4.4 Tính toán được tần số và khoảng thời gian lấy mẫu
Đặt vấn đề làm sao thống kê mẫu số lượng xe moto chạy qua đường Tô Hiến Thành, đặc biệt tại khúc bãi giữ xe cổng giữa
Yêu cầu các nhóm thảo luận và chỉ định nhóm trình bày cách lấy mẫu
Tổng kết về các định lý lấy mẫu
Thảo luận nhóm và trình bày trước lớp
về vấn đề được nêu
Thảo luận nhóm để làm AIC #11
AIC #11
L.O.4.5 Xác định sai số của các bộ chuyển đổi ADC và DAC
Minh họa các trường hợp ứng dụng ADC / DAC
Minh họa khái niệm
độ phân giải
Phân loại số thông
số để xác định bộ DAC
Nghe, thảo luận và đặt câu hỏi
Thảo luận nhóm để làm AIC #11
AIC #11
L.O.1.8 Gợi ý lại
Trang 9Chương 4: Cơ cấu
cảm biến
Tổng thể về các đại
lượng đo thông
dụng.
Lab #2: Xử lý tín
hiệu encoder và hiển
thị trên dãy LED 7
đoạn (kit MIC 01);
khảo sát cảm biến
tiệm cận
được các đại lượng
đo thông dụng và nguyên lý đo tương ứng đã học ở môn 'Dung sai va kỹ thuật đo'
Cho sinh tổng quan những đại lượng thường đo
Phân công chủ đề
để sinh viên tìm hiểu
và báo cáo
Thảo luận nhóm để làm AIC #12 AIC #12
L.O.4.6 Thực hiện các phép biến đổi tính xung liên quan đến bộ mã hóa
Lướt qua các nguyên lý đo lượng dịch chuyển
Tập trung nhấn mạnh đến encoder
Giới thiệu các loại cảm biến tiệm cận
Cho xem các loại cảm biến thực tế
Nghe, thảo luận và đặt câu hỏi
Thảo luận nhóm để làm AIC #13
AIC #13, LAB
#2
9
Chương 4: Cơ cấu
cảm biến
Đo lượng di động
và cảm biến tiệm
cận
L.O.4.7 Trình bày đặc điểm về nguyên
lý, cách vận hành sử dụng đối với một loại cảm biến nào đó
Trình bày bảng rubric để chấm phần thuyết trình
Góp ý cho từng nhóm những điểm còn hạn chế khi trình bày
Tiến hành thí nghiệm trên lớp về module MIC01
Mỗi nhóm trình bày
về nội dung cảm biến được phân công
Chỉnh sữa và upload slide báo cáo lên BKEL
OPR #1
10
Chương 5: Cơ cấu
tác động
Nhóm cơ cấu đóng
mở điện cơ
L.O.2.3 Nhận biết vai trò chức năng của từng thành phần
và mối liên hệ giữa các thành phần trong một trạm trộn bê tông
Ôn lại chức năng của cơ cấu tác động
Giới thiệu sơ về hệ thống trạm trộn bê tông
Thảo luận nhóm và làm bài AIC #14 AIC #14
L.O.4.8 Tra cứu được thông tin và trình bày trước lớp
về những đặc điểm
cơ bản của một thiết
bị rơle
Nhấn mạnh vai trò của rơle
Chuẩn bị một số rơ
le cho các nhóm để tìm hiểu
Lắng nghe, thảo luận và tìm kiếm thông tin về rơle được giao
Soạn slide và trình bày trước lớp về đặc điểm, thông số kỹ thuật của rơle được giao
OPR #2
11
Chương 5: Cơ cấu
tác động
Nhóm cơ cấu đóng
mở bán dẫn
Hệ thống truyền
động thủy lực, khí
nén
Hệ thống truyền
động điện
L.O.4.9 Trình bày được các đặc điểm vận hành của động
cơ bước (đảo chiều, thay đổi tốc độ)
Lướt qua các nhóm
cơ cấu tác động
Đối với mỗi loại động cơ: đặt câu hỏi
về yếu đổi thay đổi tốc độ, và đảo chiều động cơ
Dùng Arduino kích xung điều khiển một động cơ bước
Lắng nghe và trao đổi
Làm AIC #15 sau khi quan sát phần minh họa về động cơ bước
AIC #15
L.O.4.10 Trình bày đặc điểm và so sánh giữa 4 loại cơ cấu điều khiển (cơ, điện, điện tử và vi điều khiển)
Gợi ý về các phương án điều khiển khác nhau
Thúc đẩy sinh viên phân tích ưu nhược điểm của từng giải pháp: kích thước và tính linh hoạt
Thảo luận nhóm
Làm AIC #16 AIC #16
Lấy thí dụ về cảm
Trang 10Chương 6: Điều
khiển quá trình
Cơ cấu điều khiển
Điều khiển khiển
quá trình rời rạc
L.O.5.1 Nhận diện các trạng thái hoạt động của một quá trình rời rạc
biến ở bồn nước để phân biệt rõ: quá trình rời rạc – quá trình liên tục
Nhấn mạnh về phạm vi ứng của các quá trình trình tự
Đưa các thí dụ khác nhau để sinh viên thảo luận, phân tích và nhận diện trạng thái
Lắng nghe và thảo luận nhóm để làm
L.O.5.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển
Nêu ra các ứng dung về điều khiển trình tự
Mô tả trình tự bằng lời
Thúc đẩy quá trình trao đổi nhóm
Lắng nghe, trao đổi
và làm bài tập AIC
#18
Xem trước về bài tập nhóm GHW #3
AIC #18, GHW
#3
13
Chương 6: Điều
khiển quá trình
Bộ điều khiển khả
trình
Lab #3: Điều khiển
trình tự dung rơle
L.O.5.3 Hiện thực mạch điện điều khiển trình tự từ lưu đồ điều khiển
Minh họa cách chuyển từ lưu đồ thành mạch điện điều khiển
Lắng nghe và luyện tập AIC #19
AIC #19, LAB
#3
L.O.5.4 Thực hiện mạch điện động lực
từ lưu đồ điều khiển
Trình bày hình thành bảng chân trị
và từ đó thiết lập các biểu thức và mạch động lực
Minh họa dung chương trình PLC
FX training
Trao đổi và luyện tập AIC #19
Hoàn thiện bài tập GHW #3
AIC #19, GHW
#3
14
Chương 6: Điều
khiển quá trình
Điều khiển khiển
quá trình liên tục
L.O.3.6 Đánh giá đáp ứng của hệ thống điều khiển đối với chế độ điều khiển PID
Chuẩn bị hàm truyền động cơ DC
Đặt bài toán điều khiển vị trí và sau đó
là điều khiển vận tốc
Dẫn dắt từ từ các loại bộ điều khiển từ
P, PI và PID
Chuẩn bị chương trình demo PID trên maple
Chuẩn bị kit thực hành MIC02
Lắng nghe, trao đổi
và mô phỏng dựa trên hàm truyền hệ thong
Quan sát mô phỏng của chương trình demo trên maple và làm bài tập AIC #20
Cho sinh viên thực hành trên kit MIC02
về điều khiển PID
AIC #10
15 Ôn tập
Lướt qua các mục chuẩn đầu ra môn học
Thực hiện phần đánh giá thành viên nhóm dựa trên bản hợp đồng nhóm
Thực hiện khảo sát hoạt động giảng dạy của Thầy/Cô
Thực hiện khảo sát mức độ đạt chuẩn đầu ra môn học
8. Thông tin liên hệ:
Bộ môn/Khoa phụ trách Bộ môn Cơ Điện Tử Khoa Cơ Khí
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 06 năm 2015
