Đề kiểm tra học kỳ 1 môn Cơ sở tự động - Năm học 2012-2013 - Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh

 1 
 Đại học Bách Khoa TP.HCM ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ 1. Năm học 2012-2013 
 Khoa Điện – Điện Tử Môn: Cơ sở tự động 
 Bộ môn ĐKTĐ Ngày thi: 24/12/2012 
 ---o0o--- Thời gian làm bài: 120 phút 
 (Sinh viên không được phép sử dụng tài liệu in hoặc photo) 
Baøi 1: (2.5 ñieåm) Cho hệ thống có sơ đồ khối ở hình 1. Biết rằng 
10 2
1 4
( )
( )
( )( )
s
G s
s s s


 
 . 
Hãy thiết kế )(sGC sao cho hệ kín sau khi hiệu chỉnh có đáp ứng quá độ thỏa yêu cầu: độ vọt lố 
bằng 9.5% và thời gian quá độ (chuẩn 2%) bằng 1 giây. 
Baøi 2: (2.5 ñieåm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối như hình 1, đối tượng G(s) có biểu đồ 
Bode kèm theo đề thi. 
a) Hãy thiết kế khâu trễ pha GC(s) sao cho sau hiệu chỉnh hệ thống có sai số xác lập giảm 100 lần 
và độ dự trữ biên, dự trữ pha mong muốn lần lượt là: 10dB, 400. 
b) Vẽ biểu đồ Bode hệ thống sau hiệu chỉnh và xác định độ dự trữ biên, dự trữ pha. 
Bài 3: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối như hình 2. 
0 110
0 1
10
.
( ) , .
e
G s T s
s

 

Lưu ý: Các phép tính phải làm tròn tới 3 chữ số có nghĩa. 
Tín hiệu vào là hàm nấc 
a) Cho ( )CG z K . Vẽ QĐNS khi K = 0 ÷ +. Xác định K để hệ kín ổn định ? 
b) Cho ( )
C
z
G z K
z a


. Xác định K, a để hệ kín có cặp cực quyết định 
1 2
0 5 0 5*
,
. .z j   . 
c) Tính thời gian quá độ và sai số xác lập của hệ thống sau khi hiệu chỉnh. 
GC(z) 
r(k) y(k) 
+ 
 G(s) 
Hình 2 
ZOH 
T 
GC(s) 
R(s) Y(s) 
+ 
 
G(s) 
Hình 1 
 2 
Xem tiếp mặt sau 
SV chọn 1 trong 2 câu 4a hoặc 4b 
Bài 4a: (2.5 ñieåm) Cho heä thoáng ñieàu khieån coù sô ñoà khoái nhö hình 3. 
a) Xác định phương trình trạng thái mô tả hệ hở với các biến trạng thái x1(t), x2(t), ngõ ra y(t) và 
ngõ vào u(t). 
b) Xác định k1 và k2
để đáp ứng ngõ ra thỏa: POT = 9.5%, tqđ(2%) = 1 giây. Tính ngõ ra xác lập ? 
Cho ngõ vào là hàm nấc đơn vị. 
c) Thiết kế bộ ước lượng trạng thái cho hệ thống trên. Biết bộ ước lượng có tất cả các cực bằng 
10. Viết PTTT mô tả bộ ước lượng. 
Bài 4b: (2.5 ñieåm) Cho heä thoáng ñieàu khieån coù sô ñoà khoái nhö hình 4. 
Lưu ý: Các phép tính phải làm tròn tới 3 chữ số có nghĩa 
a) Xác định phương trình trạng thái rời rạc mô tả hệ hở với các biến trạng thái x1(k), x2(k), ngõ ra 
y(k) và ngõ vào u(k). 
b) Cho k1 = 100 và k2 = 8. Xác định đáp ứng ngõ ra y(k). Tính và vẽ y(k) với k = 0 ÷ 7. Tính POT, 
tqđ(2%) ? 
----------------------------------------------------------------------------- 
 (Heát) 
r(k) 
y(t) 
Hình 4 
1
s
1
10s  
+  + 
k2 
k1 
u(t) x2(t) x1(t) 
ZOH 
T=0.1s 
u(k) 
r(t) 
y(t) 
Hình 3 
1
s
1
10s  
+  + 
k2 
k1 
u(t) x2(t) x1(t) 
 3 
 CNBM 
 4 
Phụ lục 
Họ và tên SV:.. 
Mã số SV: ...