Cơ sở lý thuyết điều khiển

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm

Môn học Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về lý thuyết điều khiển tự động. Đây là môn học cơ bản đầu tiên về lĩnh vực điều khiển tự động. Học viên theo học môn này sẽ tìm tòi khám phá phương pháp biểu diễn toán học những hệ thống động trong đời sống và trong công nghiệp theo ngôn ngữ của điều khiển học. Học viên sẽ học những phương pháp phân tích hệ thống điều khiển đơn giản sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink. Nội dung môn học tóm tắt như sau:

Nhập môn - Giới thiệu lịch sử điều khiển tự động
Mô hình hóa hệ thống động
Phân tích hệ thống trong miền thời gian
Ổn định và điều khiển PID (tỷ lệ, tích phân và vi phân)
Phần tử điều khiển
Hệ thống điều khiển số
Ứng dụng điều khiển

Mở đầu

Có dịp tới các nước công nghiệp phát triển tôi mới được tận mắt nhìn và làm quen với những hệ thống điều khiển tự động trong đời sống hàng ngày. Tôi còn nhớ lần đầu tiên tới cảng nước ngoài, nhìn những chiếc máy tự động xếp dỡ hàng rời tôi đã thấy rất mê. Sau này tới Nhật Bản, được tiếp xúc với những thiết bị tự động như máy bán vé tàu tự động, máy soát vé tự động, và máy thanh toán tiền tự động (ATM, Automatic Teller Machine) ở ngân hàng tôi mới hiểu rằng công nghệ thế giới so với Việt Nam ở một khoảng cách rất xa. Sống ở Nhật Bản tôi có nhiều dịp đi tham quan một số nhà máy sản xuất mỹ phẩm, sản xuất ô tô, sản xuất kem sữa... bằng những thiết bị tự động, tôi đứng nhìn và quan sát dây truyền sản tự động xuất tự động mà chạnh lòng nghĩ tới Việt Nam, một đất nước nghèo và lạc hậu quá. Suốt cả thời ấu thơ và những năm tháng học đại học ở Việt Nam tôi chưa từng bao giờ được chứng kiến những thiết bị máy móc hiện đại trong cuộc sống. Lúc ấy đứng lặng người ngắm nhìn những thiết bị đang hoạt động trong nhà máy tôi tham quan, tôi thầm mong ước một ngày nào đó Việt Nam sẽ có nhiều những nhà máy xí nghiệp sản xuất với những thiết bị tự động.

H.A.

Mục lục

  1. Giới thiệu
    1. Mở đầu
      1. Mở đầu
    2. Giới thiệu
      1. Khái quát chung
      2. Sơ lược lịch sử phát triển hệ thống điều khiển tự động
      3. Khái niệm cơ bản (hệ thống, tín hiệu, phân loại hệ thống)
      4. Một số ví dụ hệ thống điều khiển tự động
  2. Mô tả hệ thống
    1. Mô hình toán học của các hệ thống động học
      1. Mô hình liên tục
      2. Các nguyên lý chung của việc mô hình hóa
      3. Các ví dụ minh họa việc mô hình hóa các hệ cơ học
      4. Ví dụ minh họa việc mô hình hóa mạch điện
    2. Ôn tập về biến đổi Laplace
      1. Ôn tập Laplace
      2. Ôn tập biến đổi Laplace ngược (Inverse Laplace transform)
      3. Sử dụng Matlab
    3. Mô hình không gian trạng thái (state space model)
      1. Biến trạng thái và véc tơ trạng thái
      2. Những ví dụ
    4. Giải phương trình vi phân bằng phương pháp số
      1. Phương pháp Euler đơn giản
      2. Phương pháp Euler cải tiến
      3. Phương pháp Euler sửa đổi (modified Euler method)
      4. Phương pháp Runge-Kutta (bậc 2 và bậc 4)
      5. Những phương pháp giải phương trình vi phân khác
      6. Giải phương trình vi phân bằng MATLAB/Simulink
      7. Một số ví dụ hệ thống động
  3. Phân tích hệ thống
    1. Hàm truyền, điểm không và điểm cực
      1. Khái niệm hàm truyền
      2. Điểm không và điểm cực
    2. Sơ đồ khối
    3. Quan hệ giữa hàm truyền và mô hình không gian trạng thái!
    4. Đặc tính động
    5. Hệ có trễ
    6. Sai lệch tĩnh
    7. Nhiễu
  4. Độ ổn định và điều khiển PID
    1. Tính ổn định của các hệ điều khiển tuyến tính
      1. Khái niệm ổn định
    2. Phương pháp phân tích ổn định
      1. Phương pháp Routh-Hurwitz
      2. Phương pháp quỹ tích nghiệm (Root locus method)
      3. Ổn định trong miền tần số
      4. Giới thiệu tiêu chuẩn ổn định Lyapunov
    3. Điều khiển PID
  5. Các phần tử điều khiển
    1. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống điều khiển
    2. Các phần tử so sánh
    3. Các phần tử điều khiển
  6. Hệ thống điều khiển số
    1. Giới thiệu hệ điều khiển máy tính
    2. Components in a Digital Control System
    3. Signal Reconstruction and Shannon’s Sampling Theorem
    4. Difference Equations for Digital Control Systems
    5. Biến đổi Z
    6. Discrete Transfer Function, Poles and Zeros
    7. Discrete-time Models(*)
    8. Digital PID Control Algorithms Based on Finite Differences
    9. Digital Control System Analysis and Design
    10. Digital Compensator Design
    11. Discretization of Continuous Time Systems
  7. Ứng dụng và thiết kế hệ thống điều khiển
    1. Giới thiệu
    2. Phân loại hệ thống điều khiển
    3. Thiết kế hệ thống điều khiển mực nước
    4. Hệ thống điều khiển tàu thủy (PID)
    5. Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ
  8. Phụ lục
    1. Phụ lục 1 Cơ sở toán học
    2. Khái niệm cơ bản về ma trận
      1. Table of Laplace Transforms
      2. Biến đổi Z
      3. Appendix A1.4 Discretization
    3. Phụ lục 2 Giới thiệu MATLAB/Simulink
      1. MATLAB®
      2. Simulink®
    4. Phụ lục 3 Một số mô hình toán hệ thống động
      1. Mô hình toán học tàu thủy
      2. Mô hình hệ động cơ
    5. Phụ lục 4 Data Acquisition and Wireless Techniques
      1. Hệ thống điều khiển máy tính
      2. Phần cứng và phần mềm

Thông tin khóa học

Thời lượng: 70 giờ.
Thời gian dự định bắt đầu: tháng 7/2006
Giảng viên: Hải Âu (Nguyễn Đức Hùng)
Ngôn ngữ: Có thể sử dụng tiếng Việt hoặc tiếng Anh.
Những người muốn học xin đăng ký tham gia học tới Hải Âu: kamome.seagull@gmail.com
Website: http://www.dieukhien.net

Liên kết đến đây