TR NG ĐH S PH M KƯỜ Ư Ạ Ỹ
THU T TPHCMẬ
KHOA C KHÍ CH T OƠ Ế Ạ
MÁY
B MÔN C ĐI N TỘ Ơ Ệ Ử
Đ THI CU I K HK 2NĂM H C 2017-2018Ề Ố Ỳ Ọ
Môn: ĐI U KHI N T ĐNGỀ Ể Ự Ộ
Mã môn h c: AUCO330329ọ
Đ sề ố 01,Đ thi có ề06 trang.
Th igian: 75phút.ờ
Đc phép s d ng tài li u, đc phép s d ng máy tính ượ ử ụ ệ ượ ử ụ
xách tay (laptop) nh ng không đc k t n i m ng, wifi, 3G, ư ượ ế ố ạ
Ch ký giám th 1ữ ị Ch ký giám th 2ữ ị
Đi m và ch kýể ữ
CB ch m thi th ấ ứ
nh tấCB ch m thi th haiấ ứ H và tên:ọ...................................................................
Mã s SV:ố...................................................................
S TT:ố.......................Phòng thi:................................
Câu 1: (3,5đi m) Cho mô hình b gi m xóc c a ôtô nh hình:ể ộ ả ủ ư
m : kh i l ng [kg] ố ượ
b : h s ma sát nh t [N.s/m] ệ ố ớ
k : đ c ng lò xo [N/m] ộ ứ
Tín hi uv ào: l ng di đng r(t) [m]ệ ượ ộ
Tín hi u ra: l ng di đng y(t) [m]ệ ượ ộ
V i m=1[kg], b=8[N.s/m], k=17 [N/m].ớ
a. Hãy vi t ph ng trình vi phân mô t h th ng? (0,5đ)ế ươ ả ệ ố
b. Hãy thành l p hàm truy n mô t h th ng? (0,5đ)ậ ề ả ệ ố
c. Xác đnh các đi m c c (poles) c a h th ng? (0,5đ)ị ể ự ủ ệ ố
d. Xác đnh các đi m không (zeros) c a h th ng? (0,5đ)ị ể ủ ệ ố
S hi u: BM3/QT-PĐBCL-RĐTVố ệ Trang 1/6
e. Vi t ph ng trình đc tr ng c a h th ng? (0,5đ)ế ươ ặ ư ủ ệ ố
f. Gi s tác đng đu vào r(t)=0.02[m]. Hãy tìm đáp ng quá đ c a h th ng? (1,0đ)ả ử ộ ầ ứ ộ ủ ệ ố
M u s Y(s) có nghi m ph cẫ ố ệ ứ
Câu 2: (3đi m) Cho h th ng h i ti p âm có hàm truy n h h Gể ệ ố ồ ế ề ệ ở h(s) v i bi u đ Bodeớ ể ồ
h h sau:ệ ở
-60
-40
-20
0
20
40
Magnitude (dB)
10
-2
10
-1
10
0
10
1
10
2
-180
-135
-90
-45
0
Phase (deg)
Bode Diagram
Frequency (rad/s)
a. Xác đnh ị(b ng cách v tr c ti p trên đ th ) ằ ẽ ự ế ồ ị đ d tr biên(n ucó)? Cho bi t giá tr ?ộ ự ữ ế ế ị
(0,75đ)
GM= ho c GM>0ặ
b. Xác đnh ị(b ng cách v tr c ti p trên đ th )ằ ẽ ự ế ồ ị đ d tr pha (n u có)? Cho bi t giá ộ ự ữ ế ế
tr ? (0,75đ)ị
c...........................................H th ng kín có n đnh không? Gi i thích lý do? (0,75đ)ệ ố ổ ị ả
H th ng kín n đnh vì h h có đ d tr biên và đ d tr pha đu d ng.ệ ố ổ ị ệ ở ộ ự ữ ộ ự ữ ề ươ
S hi u: BM3/QT-PĐBCL-RĐTVố ệ Trang 2/6
d.Nh n xét gì v bi u đ Bode biên và Bode pha n u m c n i ti p h h Gậ ề ể ồ ế ắ ố ế ệ ở h(s) v i ớ
khâu t l Gỉ ệ 2(s)=100? (0,75đ)
- Bi u đ Bode pha gi nguyên.ể ồ ữ
- Toàn b bi u đ Bode biên s đc nâng lên 1 kho ng là ộ ể ồ ẽ ượ ả
Câu 3: (3,5đi m) Xét đi t ng là đng c đi n m t chi u kích t đc l p có hàm ể ố ượ ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ
truy n:ề
V i u: đi n áp đt vào ph n ng [V]ớ ệ ặ ầ ứ
là v n t c góc c a đng c [vòng/phút]ậ ố ủ ộ ơ
B đi u khi n đc s d ng làb PID.ộ ề ể ượ ử ụ ộ
a. V i thi t b đi u khi n là b PID, hãy thành l p s đ kh i h th ng đi u khi n h i ti p âm đn vớ ế ị ề ể ộ ậ ơ ồ ố ệ ố ề ể ồ ế ơ ị
v i ngõ ra là v n t c góc. V n t c góc mong mu n là 200[vòng/phút]? Ghi chú rõ ký hi u, b n ch tớ ậ ố ậ ố ố ệ ả ấ
v t lý và giá tr (n u có) c a t ng tín hi u trên s đ kh i c a h th ng? (0,75đ)ậ ị ế ủ ừ ệ ơ ồ ố ủ ệ ố
b. V i tín hi u đt đu vào c a h là 200[vòng/phút], ch n Kớ ệ ặ ở ầ ủ ệ ọ P=20, KI=96, KD=1. Tìm
đáp ng và sai s xác l p c a h ?(1,25đ)ứ ố ậ ủ ệ
a)Tìm đáp ng quá đ và sai s xác l p.ứ ộ ố ậ
Hàm truy n b PID:ề ộ
0.5
Hàm truy n m ch h :ề ạ ở
Hàm truy n c a h th ng :ề ủ ệ ố
N u r(t)=1(t) thì nhế ả Laplace c a đáp ng quá đ:ủ ứ ộ
M u s c a Y(s) có 3 nghi m s= 0 ; s= -21 ; s= -24 ẫ ố ủ ệ
Nên có th phân tích:ể
S hi u: BM3/QT-PĐBCL-RĐTVố ệ Trang 3/6
0.5
Đáp ng quá đ:ứ ộ
r(t)=200 →
0.25
- Sai s xác l p:ố ậ
c. Ch n KọP=20, KD=1. Tìm mi n bi n thiên c a Kề ế ủ I đ h th ng luôn n đnh. (1,0đ)ể ệ ố ổ ị
Ph ng trình đc tính c a h : ươ ặ ủ ệ
B ng Routh :ả
1 864
53 42KI
42KI
Theo tiêu chu n Routh, đi u ki n c n và đ đ h th ng n đnh là các h s c t ẩ ề ệ ầ ủ ể ệ ố ổ ị ệ ố ở ộ
th nh t c a b ng Routh đu d ng. T c là:ứ ấ ủ ả ề ươ ứ
S hi u: BM3/QT-PĐBCL-RĐTVố ệ Trang 4/6
d. Mu n đáp ng có đ v t l 10% thì ta c n thay đi thông s b PID nh th nào?ố ứ ộ ọ ố ầ ổ ố ộ ư ế
(0,5đ)
Hàm truy n đt t ng đng t ng quát c a h th ng có d ng:ề ạ ươ ươ ổ ủ ệ ố ạ
Gi s ch n Kả ử ọ D = 0; KI = 3KP, hàm truy n đt c a h th ng tr thành:ề ạ ủ ệ ố ở
Đi chi u v i d ng khâu b c 2 chu n ố ế ớ ạ ậ ẩ
Suy ra: và
Đ v t l khi đó là: POT = ộ ọ ố .............................................................................................................
Suy ra: KI = 1,09 và do đó KP = 3,27
V y các thông s c a b PID có th ch n b ng: Kậ ố ủ ộ ể ọ ằ D = 0; KI = 1,09; KP = 3,27............................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
Ghi chú:Cán b coi thi không đc gi i thích đ thi.ộ ượ ả ề
Chu n đu ra c a h c ph n (v ki n th c)ẩ ầ ủ ọ ầ ề ế ứ N i dungộ
ki m traể
[G2.1,G2.2]: Xây d ng đc các d ng mô hình toán c a ph n t và hự ượ ạ ủ ầ ử ệ
th ng đi u khi n liên t c. Tính toán và bi u di n đc đc tính th iố ề ể ụ ể ễ ượ ặ ờ
gian và đc tính t n s .ặ ầ ố
Câu 1
[G2.3]:Phân tích đc bi u đ Bode, gi i thích đc các khái ni m liênượ ể ồ ả ượ ệ
quan đ xét tính n đnh c a h th ng.ể ổ ị ủ ệ ố Câu 2
[G1.2,G2.4]:Trình bày đc c u trúc c b n c a h th ng đi u khi n tượ ấ ơ ả ủ ệ ố ề ể ự
đng. ộBi t cách tính toán ếcác thông s ch t l ng đáp ng quá đ. ố ấ ượ ứ ộ Câu 3
S hi u: BM3/QT-PĐBCL-RĐTVố ệ Trang 5/6