Đề thi kiểm tra học kỳ môn Lý thuyết cơ sở tự động

 /2 1
 Đại học Bách Khoa TP.HCM ĐỀ THI KIỂM TRA HỌC KỲ 
 Khoa Điện – Điện Tử Môn: Lý thuyết điều khiển tự động 
 Bộ môn ĐKTĐ Ngày thi: 09.06.2006 
 ---o0o--- Thời gian làm bài: 110 phút 
 (Sinh viên được phép xem tài liệu) 
Bài 1: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối ở hình 1. 
)2(
15
)(


ss
sG 
1.1. Thiết kế bộ điều khiển sớm pha )(sGC thỏa đồng thời hai yêu cầu sau đây: 
 b. Hệ thống kín sau khi hiệu chỉnh có cặp cực phức tại 34 j 
 a. )(sGC có zero tại 2 
1.2. Tính độ vọt lố, thời gian quá độ (tiêu chuẩn 5%), sai số xác lập của hệ thống sau khi 
hiệu chỉnh khi tín hiệu vào là hàm nấc đơn vị. 
Bài 2: (3.0 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối như hình 2a. 
)3(
)(
2.0



s
e
sG
s
, sec2.0T , PC KzG )( 
2.1. Vẽ QĐNS của hệ thống khi  0PK . 
2.2. Tìm điều kiện của PK để hệ thống ổn định. 
2.3. Cho 2PK , tính )(kc , 60 k khi tín hiệu vào có dạng như hình 2.b. 
2.4. Tính sai số xác lập của hệ thống. 
2.5. Hãy viết biểu thức tổng quát bộ điều khiển )(zGC có thể làm cho sai số xác lập của hệ 
thống bằng 0. Giải thích lý do. 
Bài 3: (2.0 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối như hình 3. 
 Cho 







129.0477.0
239.0845.0
dA , 






477.0
155.0
dB ,  01dC 
 Thiết kế bộ điều khiển hồi tiếp trạng thái K sao cho hệ thống kín có cặp cực phức với 
8.0 , 3n . Cho chu kỳ lấy mẫu là 5.0T (sec) 
(xem tiếp trang 2) 
GC(z) 
R(s) C(s) 
+  G(s) 
Hình 2.a 
ZOH 
T 
t (sec) 0.5 
2 
4 
Hình 2.b 
0 
GC(s) 
R(s) C(s) 
+  
G(s) 
Hình 1 
r(t) 
r(k) c(k) 
+  )()()1( kukk dd BxAx 
Hình 3 
dC
K 
u(k) x(k) 
 /2 2
Bài 4: (2.5 điểm) Cho hệ thống điều khiển có sơ đồ khối ở hình 4. 
 Đối tượng điều khiển phi tuyến có quan hệ vào ra mô tả bởi phương trình vi phân: 
)(2)(4)()(2)( 3 tutytytyty   
4.1. Đặt )()(1 tytx  , )()(2 tytx  . Viết phương trình trạng thái mô tả đối tượng phi tuyến. 
4.2. Tìm điểm làm việc tĩnh ),( ux của đối tượng khi 5.0u . 
4.3. Viết phương trình trạng thái tuyến tính mô tả đối tượng quanh điểm làm việc tĩnh xác 
định ở câu 4.2. 
4.4. Viết hàm truyền của đối tượng quanh điểm làm việc tĩnh xác định ở câu 4.2. 
4.5. Bộ điều khiển PI có hàm truyền 
s
K
KsG IPPI )( . Tìm điều kiện của PK và IK để 
hệ phi tuyến ở hình 4 ổn định xung quanh điểm làm việc tĩnh xác định ở câu 4.2. 
(Hết) 
PI 
r(t) y(t) 
+  
Đối tượng 
phi tuyến 
Hình 4 
u(t)