Đề cương môn học Động lực học và điều khiển (Dynamic Systems and Control)

Đề cương môn học với các nội dung Mô hình toán học của các hệ thống tuyến tính liên tục: sơ đồ khối, phương trình trạng thái, biến đổi Laplace, hàm truyền, mô phỏng số. Lý thuyết hệ thống tuyến tính liên tục: đáp ứng trạng thái với điều kiện đầu, đáp ứng trạng thái với ngõ vào, đáp ứng trên miền tần số, ổn định của các phương trình trạng thái, ổn định Bounded Input Bounded Output (BIBO). Thiết kế và phân tích hệ thống hồi tiếp tuyến tính liên tục: Tiêu chuẩn ổn định Nyquist, biểu đồ Bode, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, chất lượng của hệ thống điều khiển, bộ điều khiển PID, phương pháp hiệu chỉnh bộ điều khiển PID.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề cương môn học Động lực học và điều khiển (Dynamic Systems and Control) Đại Học Quốc Gia TP.HCM Vietnam National University – HCMC Trường Đại Học Bách Khoa Ho Chi Minh City University of Technology Khoa Cơ Khí Faculty of Mechanical Engineering Đề cương môn học Động Lực Học và Điều Khiển (Dynamic Systems and Control) Số tín chỉ 3(2.2.5) MSMH ME3011 Số tiết Tổng: 60 LT: 30 TH: 30 TN: 0 BTL/TL: x Môn không xếp TKB Tỉ lệ đánh giá BT: 20% TN: KT: BTL/TL: 50% Thi: 30% Hình thức đánh giá ­ Thi trắc nghiệm, 90 phút Môn tiên quyết Môn học trước Kỹ thuật điều khiển tự động (ME2009) Môn song hành CTĐT ngành Kỹ thuật Cơ điện tử Trình độ đào tạo Đại học Cấp độ môn học Năm 3 Ghi chú khác 1. Mục tiêu của môn học: Môn học nhằm trang bị các kiến thức cơ bản về mô hình hóa các hệ thống động lực học và đáp ứng của các hệ thống này. Các phương pháp phân tích và thiết kế các hệ thống điều khiển tuyến tính có hồi tiếp cũng sẽ được trình bày. Aims: This  course  provides  to  the  students  with  the  basic  engineering  the  knowledge  of  dynamic  modeling  of  physical systems  (mechanical,  electrical,  fluid,  and  thermal  systems)  and  response  of  these  systems.  Analysis  and  design methods for linear feedback control systems are also presented. 2. Nội dung tóm tắt môn học: Những nội dung sau đây sẽ được giảng dạy và thảo luận trong môn học: ­ Mô hình toán học của các hệ thống tuyến tính liên tục: sơ đồ khối, phương trình trạng thái, biến đổi Laplace, hàm truyền, mô phỏng số  ­ Lý thuyết hệ thống tuyến tính liên tục: đáp ứng trạng thái với điều kiện đầu, đáp ứng trạng thái với ngõ vào, đáp ứng trên miền tần số, ổn định của các phương trình trạng thái, ổn định Bounded Input Bounded Output (BIBO) ­ Thiết kế và phân tích hệ thống hồi tiếp tuyến tính liên tục: Tiêu chuẩn ổn định Nyquist, biểu đồ Bode, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, chất lượng của hệ thống điều khiển, bộ điều khiển PID, phương pháp hiệu chỉnh bộ điều khiển PID ­ Hệ thống rời rạc: hệ thống số, khâu lấy mẫu bậc nhất, tác động của tốc độ lấy mẫu lên hệ thống điều khiển, chuyển đổi từ phương trình vi phân sang phương trình sai phân, chuyển đổi z, phương pháp đặt cực trong hệ rời rạc. Course outline: The following topics will be presented and discussed in this course: ­ Mathematical models of systems: Block diagrams, state models, Laplace transform, transfer functions, numerical simulation ­  Linear  system  theory:  Initial  state  response,  Input  response,  frequency  response,  stability  of  state  models, Bounded Input Bounded Output (BIBO) stability ­ Feedback control design and analysis: Nyquist stability criterion, Bode plot, Root­Locus technique, stability margin, control performance, PID control, PID turning method. ­  Discrete  linear  system:  Sampling  digital  systems,  zero­order  hold,  effect  of  sample  rate  on  control  systems, converting differential equations to difference equations, z­transforms, pole location. 3. Tài liệu học tập: Tài 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 dưới đây: • Sách và giáo trình chính: [1] Katsuhiko Ogata, Modern control engineering, Prentice­Hall, 5 edition, 2010  [2] Nguyễn Thị Phương Hà và Huỳnh Thái Hoàng, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB ĐHQG­HCM, 2006 • Tài liệu tham khảo: [3]  Karl  Johan  Astrom,  Feedback  systems:  an  introduction  for  scientists  and  engineers, http://www.cds.caltech.edu/~murray/amwiki/index.php/Main_Page, updated to 2008 [4] Matlab Handbook, http://www.mathworks.com/support/books/ [5] Benjamin C. Kuo, Automatic control systems, Prentice­Hall, 1995 [6] John Doyle, Bruce Francis, Allen Tannenbaum, Feedback Control Theory, Macmillan Publishing Co., 1990 [1] Nguyễn Thị Phương Hà và Huỳnh Thái Hoàng, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB ĐHQG­HCM, 2006.  [2] Katsuhiko Ogata, Modern control engineering, Prentice­Hall, 2010.  [3] Karl Johan Astrom, Feedback systems: an introduction for scientists and engineers, http://www.cds.caltech.edu/~murray/amwiki/index.php/Main_Page, 2008.  [4] , Matlab Handbook, http://www.mathworks.com/support/books/ , .  [5] Benjamin C. Kuo, Automatic control systems, Prentice­Hall, 1995.  [6] John Doyle, Bruce Francis, Allen Tannenbaum, Feedback Control Theory, Macmillan Publishing Co., 1990.  4. Hiểu biết, kỹ năng, thái độ cần đạt được sau khi học môn học: STT Chuẩn đầu ra môn học Sinh viên có khả năng liệt kê những nội dung cơ bản trong lý thuyết điều khiển cho hệ tuyến tính: Hàm truyền, phương trình trang thái, các đặc tính của đáp ứng chuyển tiếp, phương pháp quỹ đạo nghiệm số, biểu đồ Bode, biểu đồ Nquist, bộ bù sớm pha và trễ pha, bộ điều khiển PID, hàm truyền rời rạc. L.O.1.1 ­ Có khả năng mô tả khái niệm hàm truyền L.O.1.2 ­ Có khả năng mô tả khái niệm phương trình trạng thái L.O.1.3 ­ Có khả năng mô tả mối quan hệ giữa hàm truyền và phương trình trạng thái L.O.1 L.O.1.4 ­ Có khả năng mô tả đặc tính của của đáp ứng chuyển tiếp L.O.1.5 ­ Có khả năng mô tả phương pháp quỹ đạo nghiệm số L.O.1.6 ­ Có khả năng mô tả phươn ...