Đề kiểm tra học kỳ II môn Lý thuyết điều khiển tự động

 1
 Đại học Bách Khoa TP.HCM ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ 2. Năm học 2007-2008 
 Khoa Điện – Điện Tử Môn: Lý thuyết điều khiển tự động 
 Bộ môn ĐKTĐ Ngày thi: 11/06/2008 
 ---o0o--- Thời gian làm bài: 120 phút 
 (Sinh viên được phép xem tài liệu) 
Bài 1: (3.0 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối ở hình 1. 
2)100)(3(
)50(6000
)(



sss
s
sG 
1.1. Cho 1)( sGC . Vẽ biểu đồ Bode của hệ thống, xác định độ dự trữ biên và độ dữ trữ pha của hệ 
thống trước khi hiệu chỉnh. 
1.2 Thiết kế )(sGC sao cho hệ thống sau khi hiệu chỉnh thỏa mãn các yêu cầu sau: 
 a. Sai số xác lập đối với tín hiệu vào là hàm dốc đơn vị là 0.01 
 b. Độ dự trữ pha 0* 50M , độ dự trữ biên dBGM 8*  . 
 c. Mở rộng băng thông của hệ thống (nếu có thể được). 
 Vẽ biểu đồ Bode của hệ thống sau khi hiệu chỉnh. 
Bài 2: (3.0 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối như hình 2. 
)4(
)(
2.0



ss
e
sG
s
, sec2.0T , 
2.1. Cho KzGC )( , vẽ QĐNS của hệ thống khi  0K . 
2.2. Thiết kế bộ điều khiển sớm pha )(zGC sao cho hệ thống kín có cặp cực phức với 707.0 
và 3n . Viết phương trình sai phân thực hiện bộ điều khiển sớm pha vừa thiết kế. 
2.3. Cho tín hiệu vào là hàm nấc đơn vị. Viết biểu thức )(kc tính đáp ứng của hệ thống với )(zGC 
vừa tính ở câu 2.2. 
Bài 3: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển dùng máy tính có sơ đồ khối như hình 3. 
Chu kỳ lấy mẫu T=0.5 sec. Tính độ lợi hồi tiếp trạng thái sao cho hệ thống kín có cặp cực phức 
với 5.0 và 4n . 
GC(z) 
R(s) C(s) 
+  G(s) 
Hình 2 
ZOH 
T 
GC(s) 
R(s) C(s) 
+  
G(s) 
Hình 1 
r(k) c(k) 
+  s
1
Hình 3 
u(k) 
s
5
ZOH 
k2 
k1 
+ + 
Máy tính Đối tượng 
 2
 (xem tiếp trang 
2) 
Bài 4: (1.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối ở hình 4. 
)50)(10(
1000
)(


ss
sG 
4.1. GC là bộ điều khiển ON-OFF, thuật toán điều khiển ON-OFF như sau: 
 Nếu e(t)> 3 thì u(t) = 12 
 Nếu e(t)< 3 (0C) thì u(t) = 12 
 Nếu 3 ≤e(t) ≤3 thì u(t) không đổi so với giá trị trước đo 
 Cho tín hiệu đặt là )(1.150)( ttr  , trong đó )(1 t là hàm nấc đơn vị. Xác định đáp ứng của hệ 
thống ở trạng thái xác lập. 
4.2. Nếu muốn sai số xác lập của hệ thống đối với tín hiệu vào là hàm nấc bằng 0 thì GC có thể 
chọn là bộ điều khiển gì ? Tại sao? 
(Hết) 
G(s) 
r(t) y(t) 
+  
Hình 4 
u(t) e(t) 
GC