Đại Học Quốc Gia TP.HCM Vietnam National University – HCMC
Trường Đại Học Bách Khoa Ho Chi Minh City University of Technology
Khoa Cơ Khí Faculty of Mechanical Engineering
Đề cương môn học
Kỹ thuật điều khiển tự động (Control system technology)
Số tín chỉ 3(2.2.5) MSMH ME2009 Số tiết Tổng: 60 LT: 30 TH: 15 TN: 15 BTL/TL: x Môn không xếp TKB Tỉ lệ đánh giá BT: 35% TN: 15% KT: BTL/TL: 20% Thi: 30%
Hình thức đánh giá Quá trình: 70% (xem chi tiết ở mục 5) Cuối kỳ: 30% (trắc nghiệm, 75') Môn tiên quyết Môn học trước Trang bị điện điện tử trong máy công nghiệp (ME2005) Môn song hành CTĐT ngành Tất cả các ngành thuộc khoa Cơ khí Trình độ đào tạo Đại học Cấp độ môn học Năm 2 Ghi chú khác Riêng ngành Công nghệ may thì môn học trước là: Kỹ thuật điện (EE1005)
1. Mục tiêu của môn học:
Môn học nhằm trang bị các kiến thức cơ bản về một hệ thống điều khiển tự động bao gồm các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý để từ đó sinh viên có thể phân tích, và tính chọn từng bộ phận hoặc toàn bộ hệ thống điều khiển tự động trong thực tiễn.
Aims:
This subject covers the terminology, concepts, principles, procedures, and computations used by engineers and technicians to analyze, select, specify, design, and maintain control systems.
2. Nội dung tóm tắt môn học:
Môn học giới thiệu các thành phần cơ bản trong một hệ thống / quá trình điều khiển tự động bao gồm phần tử cảm biến, phần tử tác động, phần tử điều khiển, và mối liên kết giữa các phần tử này. Các nội dung chính bao gồm: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản. Hàm truyền và biến đổi Laplace. Xử lý tín hiệu. Cơ cấu cảm biến. Cơ cấu tác động. Điều khiển quá trình.
Course outline:
This subject presents the fundamental language of control system technology. It is followed by basic components of automatic control systems including sensors, actuators, controllers, and their signal interconnection. Main contents are: Common concepts and principles of a typical control system. Transfer function and Laplace transformation. Signal conditioning. Actuators. Sensors. Process control.
3. Tài liệu học tập:
Tài liệu học tập có thể được tải xuống từ trang BKEL (http://elearning.hcmut.edu.vn/). Các slide bài giảng được cập nhật hàng tuần theo tiến độ học tập trên lớp. Bên cạnh đó, sinh viên có thể tự học, tìm hiểu sâu hơn thông qua các tài liệu sau:
[1] Robert N. Bateson, Introduction to Control System Technology, 7th Edition, Prentice Hall, 2002. [2] Curtis D. Johnson, Process Control Instrumentation Technology, 7th Edition, Prentice Hall, 2003. [3] Christopher T. Kilian, Modern Control Technology: Components and Systems, 2nd Edition, Delmar Thomson Learning, 2001.
4. Hiểu biết, kỹ năng, thái độ cần đạt được sau khi học môn học:
STT Chuẩn đầu ra môn học
Nắm vững các thuật ngữ, khái niệm và nguyên lý hoạt động của một hệ thống tự động điển hình, ví dụ như hệ thống điều khiển vị trí. L.O.1.1 Mô tả và minh họa được các khái niệm: hệ thống điều khiển, sơ đồ khối và hàm truyền. L.O.1.2 Phân biệt được hệ thống vòng hở, vòng kín. L.O.1.3 Minh họa và giải thích được các tính chất phi tuyến của phần tử / hệ thống. L.O.1.4 Minh họa và giải thích được các dạng đáp ứng của phần tử / hệ thống.
L.O.1 L.O.1.5 Nêu được ba mục tiêu điều khiển cũng như minh họa ba tiêu chuẩn đánh giá hệ thống điều khiển.
L.O.1.6 Minh họa được các khái niệm: cơ cấu servo, điều khiển trình tự, hệ thống điều khiển số/tương tự … khi phân loại hệ thống điều khiển.
L.O.1.7 Minh họa được các khái niệm: trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ của một phần tử nào đó.
L.O.1.8 Gợi ý lại được các đại lượng đo thông dụng và nguyên lý đo tương ứng đã học ở môn 'Dung sai va kỹ thuật đo'. Trình bày chức năng và mối liên kết giữa các thành phần trong một hệ thống điều khiển. L.O.2.1 Biểu diễn được sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển. L.O.2 L.O.2.2 Thực hiện được các phép biến đổi đơn giản sơ đồ khối hệ thống.
L.O.2.3 Nhận biết vai trò chức năng của từng thành phần và mối liên hệ giữa các thành phần trong một trạm trộn bê tông. Áp dụng Matlab để khảo sát đáp ứng của một hệ thống điều khiển.
L.O.3.1 Biểu diễn đồ thị thể hiện được đặc tính đáp ứng bước của hệ thống điều khiển vòng kín bằng Matlab. L.O.3.2 Thực hiện được biến đổi Laplace thuận để thiết lập hàm truyền của phần tử. L.O.3.3 Phân tích, đánh giá định tính đáp ứng của hệ thống bậc 1, bậc 2. L.O.3
L.O.3.4 Ứng dụng Matlab để khảo sát đáp ứng theo thời gian, đáp ứng tần số của một hàm truyền được cho.
L.O.3.5 Minh họa được nguyên lý các mạch lọc thông thấp, thông cao và chắn dãy thông qua biểu đồ Bode. L.O.3.6 Đánh giá đáp ứng của hệ thống điều khiển đối với chế độ điều khiển PID. Trình bày nguyên lý, phân tích, và lựa chọn từng bộ phận trong hệ thống điều khiển.
L.O.4.1 Thiết kế các mạch Opamp để xử lý các phép toán đơn giản (khuếch đại đảo, khuếch đại không đảo, mạch tổng, mạch vi sai). L.O.4.2 Trình bày và minh họa khái niệm cách ly và biến đổi trở kháng. L.O.4.3 Ứng dụng được mạch cầu Wheatstone trong xử lý tín hiệu. L.O.4.4 Tính toán được tần số và khoảng thời gian lấy mẫu. L.O.4.5 Xác định sai số của các bộ chuyển đổi ADC và DAC. L.O.4 L.O.4.6 Thực hiện các phép biến đổi tính xung liên quan đến bộ mã hóa. L.O.4.7 Trình bày đặc điểm về nguyên lý, cách vận hành sử dụng đối với một loại cảm biến nào đó. L.O.4.8 Tra cứu được thông tin và trình bày trước lớp về những đặc điểm cơ bản của một thiết bị rơle. L.O.4.9 Trình bày được các đặc điểm vận hành của động cơ bước (đảo chiều, thay đổi tốc độ).
L.O.4.10 Trình bày đặc điểm và so sánh giữa 4 loại cơ cấu điều khiển (cơ, điện, điện tử và vi điều khiển).
Thực hiện sơ đồ mạch điều khiển quá trình. L.O.5.1 Nhận diện các trạng thái hoạt động của một quá trình rời rạc. L.O.5 L.O.5.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển. L.O.5.3 Hiện thực mạch điện điều khiển trình tự từ lưu đồ điều khiển. L.O.5.4 Thực hiện mạch điện động lực từ lưu đồ điều khiển. Nhận thức được mức độ hữu dụng của môn học mang lại trong công tác kỹ sư. L.O.6.1 Giới thiệu về mình tự tin và ngắn gọn. L.O.6 L.O.6.2 Thiết lập hợp đồng nhóm. L.O.6.3 Minh họa những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng tự động hóa thông qua bản đồ tư duy.
STT Course learning outcomes
Demonstrate terminologies and common concepts of a typical control system, e.g. a position control system. L.O.1.1 Illustrate the concept: control systems, block diagrams and transfer function. L.O.1.2 Present basic characteristics of the openloop / closedloop control system. L.O.1.3 Illustrate and explain the nonlinear properties of the element / system. L.O.1 L.O.1.4 Illustrate and explain types of response for an element. L.O.1.5 Name 3 control objectives and 3 criteria of good control. L.O.1.6 Demonstrate concepts: servomechanism, process control, digital control systems / analog ... L.O.1.7 Illustrate concepts: resistance, capacity, inertia, and time delay for a certain element.
L.O.1.8 Recall common parameters and their measurement principles learned in the course of Tolerance and Measurement Present functions and links between elements in a control system. L.O.2.1 Sketch a block diagram of a control system L.O.2 L.O.2.2 Reduce block diagrams to a simpler form. L.O.2.3 Identify main components and their interconnection in a cement mixing system. Apply Matlab to analyze the response of the component / system. L.O.3.1 Plot the response to a step input for a closedloop control system using Matlab L.O.3.2 Implement Laplace Transforms to derive the transfer function of the element L.O.3.3 Quantitative analyze the responses of 1st order systems, 2nd order systems. L.O.3 L.O.3.4 Use Matlab to study time response and frequency response of a given transfer function.
L.O.3.5 Illustrate the principles of the lowpass filter, highpass filter and notch filter through bode diagram.
L.O.3.6 Identify the effect of proportional coefficient, integral coefficient and derivative coefficient to system performance. Discuss the principles, analyze and select equipment in practical applications.
L.O.4.1 Design inverting amplifier, noninverting amplifier, summing amplifier, differential amplifier using opamp. L.O.4.2 Illustrate concepts of isolation and impedance changes. L.O.4.3 Apply the Wheatstone bridge circuit in the signal processing. L.O.4.4 Calculate sampling rate and sampling period. L.O.4.5 Determine quantization error of an A/D converter. L.O.4 L.O.4.6 Calculate the number of pulse required for an encoder in a certain application.
L.O.4.7 Present basic characteristics and usage of a certain sensor applied in motion systems or industrial processes. L.O.4.8 Look up basic specifications of a certain relay. L.O.4.9 Present working principle of stepping motors in terms of speed and direction.
L.O.4.10 Compare four types of actuator: mechanical system, electrical system, electronic system and microcontroller system. Design control systems for sequential operations. L.O.5.1 Identify states of a discrete process L.O.5 L.O.5.2 Establish a sequential function chart.
L.O.5.3 Implement a control circuit using relay from a given sequential function chart. L.O.5.4 Implement a power circuit using relay from a given sequential function chart. Realize “workready engineers” and advantages in applications of manufacturing automation. L.O.6.1 Introduce yourself confidently and concisely. L.O.6 L.O.6.2 Establish a group contract. L.O.6.3 Illustrating the benefits of the automation through mind maps.
5. Hướng dẫn cách học chi tiết cách đánh giá môn học:
Lý thuyết + bài tập: học trên lớp15 buổi, 3 tiết / buổi. Thí nghiệm: 3 buổi (tương ứng 3 bài: Lab #1, Lab #2, Lab #3), 5 tiết / buổi. Phân nhóm: 20 sinh viên / nhóm. Bài Lab #1: thực hiện trong tuần 4 / tuần 5. Bài Lab #2: thực hiện trong tuần 8 / tuần 9. Bài Lab #3: thực hiện trong tuần 13 / tuần 14.
Tài liệu được đưa lên BKEL hàng tuần. Sinh viên tải về, in ra và mang theo khi lên lớp học. Điểm tổng kết môn học được đánh giá xuyên suốt quá trình học, cơ bản gồm hai cột điểm: điểm quá trình (70%) và điểm thi cuối kỳ (30%). + Bài tập:
• Bài tập trên lớp (nhóm) • Bài tập về nhà (nhóm) : 15% : 5% • Bài tập về nhà (cá nhân) : 15% + Thực hành: • Thực hành : 15% + Quá trình: • Hoạt động nhóm : 10% • Chuyên cần : 10% + Thi: • Thi cuối kỳ : 30%
Điều kiện dự thi: Sinh viên được yêu cầu phải tham dự giờ giảng trên lớp ít nhất 70% (số lần được điểm danh chuyên cần). Ngoài ra, sinh viên phải hoàn thành tất cả bài tập về nhà đúng hạn cũng như thực hiện đầy đủ các phần thuyết trình của nhóm. Đây là những điều kiện cần để sinh viên đạt môn học này.
Sinh viên cần lưu ý thời hạn nộp bài tập. Nộp muộn sẽ không được chấp nhận nếu không có một lý do chính đáng đã được trình bày và phê duyệt của giảng viên trước ngày đến hạn. Bài tập nộp muộn cho phép sẽ bị trừ đi 2 điểm đối với mỗi ngày nộp trễ.
6. Dự kiến danh sách Cán bộ tham gia giảng dạy:
TS. Phạm Công Bằng TS. Đoàn Thế Thảo TS. Võ Tường Quân TS. Nguyễn Duy Anh Th.S Nguyễn Đàm Tấn TS. Phùng Trí Công TS. Trần Việt Hồng
7. Nội dung chi tiết:
Hoạt động dạy và học Nội dung Tuần/ Chương Chuẩn đầu ra chi tiết Hoạt động đánh giá Thầy/Cô Sinh viên
Tự giới thiệu về mình Trình bày mẫu giới thiệu
IHW #1 L.O.6.1 Giới thiệu về mình tự tin và ngắn gọn. Tổng hợp danh sách sinh viên Soạn tiêu chí chấm Thực hành tự giới thiệu theo mẫu cung cấp Làm bài tập cá nhân ở nhà IHW #1
IHW #1
1 Giới thiệu về môn học Thảo luận theo nhóm về những yêu cầu đối với một kỹ sư ngày nay Tìm hiểu về cách đánh giá môn học Giới thiệu lướt qua đề cương môn học Giải thích các hoạt động cá nhân và nhóm Thúc đẩy hoạt động nhóm Tóm tắt và giới thiệu chuẩn ABET GHW #1 L.O.6.2 Thiết lập hợp đồng nhóm.
Hình thành nhóm, thảo luận và thiết lập hợp đồng GHW #1 In và nộp bản hợp đồng nhóm. Hạn chót: buổi học tới
Tải tài liệu tham khảo Hoàn chỉnh rubrics để đánh giá hợp đồng nhóm Cung cấp rubrics để đánh giá sự cộng tác trong nhóm
AIC #1 Giới thiệu ngắn gọn về bản đồ tư duy
L.O.6.3 Minh họa những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng tự động hóa thông qua bản đồ tư duy.
Thảo luận tất cả những vấn đề liên quan đến môn học và biểu diễn thông qua bản đồ tư duy AIC #1 Trình bày trước lớp về kết quả thảo luận của nhóm mình.
AIC #2
L.O.1.1 Mô tả và minh họa được các khái niệm: hệ thống điều khiển, sơ đồ khối và hàm truyền.
Giới thiệu hệ thống: người + xe để tạo thành hệ thống điều khiển xe 40km/h dẫn dắt để đưa tới các khái niệm: htđk, sơ đồ khối và hàm truyền Thảo luận nhóm về những thành phần cấu thành hệ thống đảm bảo vận tốc 40km/h Thể hiện sự mối liên hệ giữa các thành phần trong hệ thống
Chương 1: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản
2
Sơ đồ khối và hàm truyền đạt Hệ thống điều khiển vòng hở / vòng kín AIC #3 L.O.1.2 Phân biệt được hệ thống vòng hở, vòng kín.
Quan sát về khả năng đảm bảo tính chính xác, ổn định của các hệ thống hệ thống điều khiển Tự suy luận ra các thành phần cấu thành hệ thống.
Nêu những thí dụ về các hệ thống điều khiển khác nhau, yêu cầu biểu diễn dưới dạng sơ đồ khối hệ thống và đặt vấn đề đề sinh viên suy nghĩ. Nhắc về thí dụ chiếc xe: người lái không kinh nghiệm + đồng hồ xe gắn máy / người lái có kinh nghiệm + không có đồng hồ xe. dẫn dắt để đưa tới các khái niệm: vòng hở, vòng kín … (từ thực tế cho đến điều khiển tốc độ băng tải, cho đến vị trí anten)
AIC #4 Phân tích các thành phần chức năng cơ bản Nêu thí dụ về các thành phần chức Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu Làm AIC #4 L.O.2.1 Biểu diễn được sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển.
năng
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu IHW #2, LAB #1 Làm IHW #2 L.O.3.1 Biểu diễn đồ thị thể hiện được đặc tính đáp ứng bước của hệ thống điều khiển vòng kín bằng Matlab. Phân tích tầm quan trọng của bộ điều khiển Nêu thí dụ về chế độ điều khiển P trong hệ thống điều khiển vị trí bàn máy. Hướng dẫn sử dụng Matlab (ghép nối ma trận, trích ma trận con, vẽ đồ thị, và tạo hàm)
Post IHW #2 Post file hướng dẫn sử dụng Matlab
AIC #5 Chương 1: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản L.O.1.3 Minh họa và giải thích được các tính chất phi tuyến của phần tử / hệ thống. Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu Thảo luận nhóm để làm câu 1, AIC #5 (10')
3 Từ thì dụ điều khiển vị trí bàn máy, cho input và hỏi output. Từ đó dẫn đến đặc tính tuyến tính mong muốn của phần tử / hệ thống Nhấn mạnh lợi ích của tính tuyến tính Chỉ rõ bản chất phi tuyến của phần tử, nêu thí dụ tính phi tuyến của bộ truyền bánh răng
Biểu diễn sơ đồ khối Vai trò của controller trong hệ thống điều khiển vòng kín Tính phi tuyến Dạng đáp ứng Mục tiêu và tiêu chí đánh giá chất lượng HTDK Đơn giản sơ đồ khối AIC #5, LAB #1
L.O.1.4 Minh họa và giải thích được các dạng đáp ứng của phần tử / hệ thống. Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu Thảo luận nhóm để làm câu 2, AIC #5 (10')
Từ thì dụ điều khiển vị trí bàn máy, dẫn dắt vấn đề khi thay đổi giá trị G1 Đặt tình huống khi chạy từ vị trí này đến vị trí kia sao cho nhanh nhất. Từ thì dụ điều khiển vị trí bàn máy, nhấn mạnh dạng đáp ứng có thể được chọn theo ý muốn … và điều này tùy thuộc vào ứng dụng
AIC #5, LAB #1
Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu Thảo luận nhóm để làm câu 3, AIC #5 (5') L.O.1.5 Nêu được ba mục tiêu điều khiển cũng như minh họa ba tiêu chuẩn đánh giá hệ thống điều khiển.
Đặt vấn đề về các mục tiêu mong muốn của hệ thống điều khiển Lưu ý nhấn mạnh về sự tồn tại (khác không) của giá trị sai lệch, cách tính thời gian xác lập Giới thiệu các tiêu chuẩn đánh giá .. Tùy thuộc vào hiện trạng
AIC #5 L.O.2.2 Thực hiện được các phép biến đổi đơn giản sơ đồ khối hệ thống. Dẫn dắt vấn đề về nhu cầu tìm hàm truyền đạt hệ thống … xuất phát từ khái niệm hệ thống điều khiển Nghe và trao đổi các vấn đề được nêu Thảo luận nhóm để làm câu 4, AIC #5 (5')
Dẫn dắt công thức
GHW #2 Chương 1: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản
Nghe, trao đổi và thảo luận nhóm các vấn đề được nêu Làm bài tập về nhà GHW #2. Thời hạn: 1 tuần Phân loại hệ thống điều khiển L.O.1.6 Minh họa được các khái niệm: cơ cấu servo, điều khiển trình tự, hệ thống điều khiển số/tương tự … khi phân loại hệ thống điều khiển.
4 Yêu cầu 1 sinh viên lên vẽ lại sơ đồ khối HTĐK vòng kín Minh họa có những cách phân loại chi tiết các HTĐK Lướt qua từng chủ đề trong slide, và gợi ý từng chủ đề để sinh viên thảo luận Đối với loại tín hiệu: nhắc lại ưu điểm của tín hiệu số
Khái niệm trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ
AIC #6 Lab #1: Ứng dung Matlab trong phân tích đáp ứng hệ thống điều khiển.
L.O.1.7 Minh họa được các khái niệm: trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ của một phần tử nào đó. Thảo luận và minh họa các đặc tính của phần tử được yêu cầu theo AIC #6 Từng nhóm trình bày trước lớp về kết quả thảo luận cho phần tử liên quan
Giới thiệu ngắn gọn các đặc tính chung: trở kháng, dung lượng, quán tính, và thời gian trễ Phân công cho từng nhóm một phần từ nào đó (điện, lỏng, khí, nhiệt, cơ) và yêu cầu thảo luận trong 25'
AIC #7 Luyện tập công cụ biến đổi Laplace Làm AIC #7 L.O.3.2 Thực hiện được biến đổi Laplace thuận để thiết lập hàm truyền của phần tử.
Giới thiệu ngắn gọn sự tương đồng giữa các phần tử thông qua phương trình vi phân Minh họa phép biến đổi Laplace trong khảo sát pt vi phân bậc 1 Nêu hình thức cuối cùng của hàm truyền
Chương 2: Hàm truyền và biến đổi Laplace 5
Biến đổi Laplace Đánh giá định tính đáp ứng của phần tử
AIC #8
L.O.3.3 Phân tích, đánh giá định tính đáp ứng của hệ thống bậc 1, bậc 2. Luyện tập để đánh giá định tính đặc điểm đáp ứng Làm AIC #8
Lướt qua các slide Dẩn dắt để minh họa tính phổ biến của các hệ thống bậc 1, 2 hệ thống bậc 1: giải thích về ý nghĩa hằng số thời gian tau. hệ thống bậc 2: phân tích mối quan hệ giữa nghiệm của mẫu số hàm truyền đến dạng đáp ứng tương ứng của phần tử.
IHW #3 Trao đổi và thảo luận Làm IHW #3 Viết lên bảng các dạng hàm truyền bậc 2 khác nhau và yêu cầu sinh viên bình luận dạng đáp ứng tương ứng Yêu cầu so sánh dạng đáp ứng của 2 hàm truyền có dạng đáp ứng giảm chấn tới hạn để từ đó dẫn dắt đến nhu cầu tìm giá trị xác lập nhanh L.O.3.4 Ứng dụng Matlab để khảo sát đáp ứng theo thời gian, đáp ứng tần số của một hàm truyền
được cho.
Chương 2: Hàm truyền và biến đổi Laplace
6
Đánh giá định lượng đáp ứng của phần tử
chóng Giới thiệu định lý đầu cuối để tìm giá trị xác lập Lướt qua các slide để giới thiệu về đáp ứng tần số Minh họa sử dụng các lệnh Matlab để tìm đáp ứng Chương 4: Hệ thống xử lý tín hiệu
Các mạch opamp cơ bản
AIC #9
Trao đổi và thảo luận cách áp dụng các mạch opamp cơ bản Làm AIC #9 L.O.4.1 Thiết kế các mạch Opamp để xử lý các phép toán đơn giản (khuếch đại đảo, khuếch đại không đảo, mạch tổng, mạch vi sai).
Giới thiệu nhu cầu về xử lý tín hiệu Lướt qua các giả thiết khi phân tích mạch opamp Giới thiệu ứng dụng chức năng so sánh Yêu cầu nhóm thảo luận khi làm bài tập để tự ôn lại các mạch opamp cơ bản đã học Lưu ý khả năng thiết lập hàm bậc 1 từ mạch tổng
AIC #10
L.O.4.2 Trình bày và minh họa khái niệm cách ly và biến đổi trở kháng. Hiểu rõ từng ứng dụng bài toán Thảo luận nhóm để làm AIC #10 Lướt qua các slides Trình bày các bài toán thường gặp Trao đổi với từng nhóm cụ thể
AIC #10
Giới thiệu về nhiễu tín hiệu Minh họa thế nào là tín hiệu bị nhiễu và cách xử lý Trao đổi và thảo luận cách áp dụng các mạch opamp cơ bản Làm AIC #10, câu 2 L.O.3.5 Minh họa được nguyên lý các mạch lọc thông thấp, thông cao và chắn dãy thông qua biểu đồ Bode.
Hiểu rõ bài toán
L.O.4.3 Ứng dụng được mạch cầu Wheatstone trong xử lý tín hiệu. Lướt qua các slides Trình bày các bài toán thường gặp Trao đổi với từng nhóm cụ thể
Chương 3: Hệ thống xử lý tín hiệu
7
Xử lý tín hiệu tương tự Xử lý tín hiệu số AIC #11
L.O.4.4 Tính toán được tần số và khoảng thời gian lấy mẫu. Thảo luận nhóm và trình bày trước lớp về vấn đề được nêu Thảo luận nhóm để làm AIC #11
Đặt vấn đề làm sao thống kê mẫu số lượng xe moto chạy qua đường Tô Hiến Thành, đặc biệt tại khúc bãi giữ xe cổng giữa. Yêu cầu các nhóm thảo luận và chỉ định nhóm trình bày cách lấy mẫu Tổng kết về các định lý lấy mẫu
AIC #11
L.O.4.5 Xác định sai số của các bộ chuyển đổi ADC và DAC. Nghe, thảo luận và đặt câu hỏi Thảo luận nhóm để làm AIC #11
Minh họa các trường hợp ứng dụng ADC / DAC Minh họa khái niệm độ phân giải Phân loại số thông số để xác định bộ DAC
L.O.1.8 Gợi ý lại
AIC #12 Thảo luận nhóm để làm AIC #12 Chương 4: Cơ cấu cảm biến
được các đại lượng đo thông dụng và nguyên lý đo tương ứng đã học ở môn 'Dung sai va kỹ thuật đo'. Cho sinh tổng quan những đại lượng thường đo Phân công chủ đề để sinh viên tìm hiểu và báo cáo 8
Tổng thể về các đại lượng đo thông dụng. Lab #2: Xử lý tín hiệu encoder và hiển thị trên dãy LED 7 đoạn (kit MIC 01); khảo sát cảm biến tiệm cận. AIC #13, LAB #2 L.O.4.6 Thực hiện các phép biến đổi tính xung liên quan đến bộ mã hóa. Nghe, thảo luận và đặt câu hỏi Thảo luận nhóm để làm AIC #13
Lướt qua các nguyên lý đo lượng dịch chuyển Tập trung nhấn mạnh đến encoder Giới thiệu các loại cảm biến tiệm cận Cho xem các loại cảm biến thực tế
Chương 4: Cơ cấu cảm biến
9 OPR #1
L.O.4.7 Trình bày đặc điểm về nguyên lý, cách vận hành sử dụng đối với một loại cảm biến nào đó. Đo lượng di động và cảm biến tiệm cận. Mỗi nhóm trình bày về nội dung cảm biến được phân công Chỉnh sữa và upload slide báo cáo lên BKEL.
Trình bày bảng rubric để chấm phần thuyết trình Góp ý cho từng nhóm những điểm còn hạn chế khi trình bày. Tiến hành thí nghiệm trên lớp về module MIC01.
AIC #14 Thảo luận nhóm và làm bài AIC #14
Ôn lại chức năng của cơ cấu tác động Giới thiệu sơ về hệ thống trạm trộn bê tông L.O.2.3 Nhận biết vai trò chức năng của từng thành phần và mối liên hệ giữa các thành phần trong một trạm trộn bê tông. Chương 5: Cơ cấu tác động 10
Nhóm cơ cấu đóng mở điện cơ.
OPR #2
Nhấn mạnh vai trò của rơle Chuẩn bị một số rơ le cho các nhóm để tìm hiểu L.O.4.8 Tra cứu được thông tin và trình bày trước lớp về những đặc điểm cơ bản của một thiết bị rơle.
Lắng nghe, thảo luận và tìm kiếm thông tin về rơle được giao Soạn slide và trình bày trước lớp về đặc điểm, thông số kỹ thuật của rơle được giao
Lướt qua các nhóm cơ cấu tác động Chương 5: Cơ cấu tác động
11 AIC #15
Đối với mỗi loại động cơ: đặt câu hỏi về yếu đổi thay đổi tốc độ, và đảo chiều động cơ. L.O.4.9 Trình bày được các đặc điểm vận hành của động cơ bước (đảo chiều, thay đổi tốc độ). Lắng nghe và trao đổi. Làm AIC #15 sau khi quan sát phần minh họa về động cơ bước
Nhóm cơ cấu đóng mở bán dẫn Hệ thống truyền động thủy lực, khí nén Hệ thống truyền động điện Dùng Arduino kích xung điều khiển một động cơ bước.
AIC #16 Thảo luận nhóm Làm AIC #16
L.O.4.10 Trình bày đặc điểm và so sánh giữa 4 loại cơ cấu điều khiển (cơ, điện, điện tử và vi điều khiển). Gợi ý về các phương án điều khiển khác nhau. Thúc đẩy sinh viên phân tích ưu nhược điểm của từng giải pháp: kích thước và tính linh hoạt
Lấy thí dụ về cảm
Chương 6: Điều khiển quá trình 12
AIC #17 Lắng nghe và thảo luận nhóm để làm AIC #17. Cơ cấu điều khiển. Điều khiển khiển quá trình rời rạc. L.O.5.1 Nhận diện các trạng thái hoạt động của một quá trình rời rạc.
biến ở bồn nước để phân biệt rõ: quá trình rời rạc – quá trình liên tục. Nhấn mạnh về phạm vi ứng của các quá trình trình tự. Đưa các thí dụ khác nhau để sinh viên thảo luận, phân tích và nhận diện trạng thái.
L.O.5.2 Xây dựng lưu đồ điều khiển. AIC #18, GHW #3
Lắng nghe, trao đổi và làm bài tập AIC #18 Xem trước về bài tập nhóm GHW #3 Nêu ra các ứng dung về điều khiển trình tự Mô tả trình tự bằng lời Thúc đẩy quá trình trao đổi nhóm
Lắng nghe và luyện tập AIC #19 AIC #19, LAB #3 L.O.5.3 Hiện thực mạch điện điều khiển trình tự từ lưu đồ điều khiển. Minh họa cách chuyển từ lưu đồ thành mạch điện điều khiển Chương 6: Điều khiển quá trình
13 Bộ điều khiển khả trình
AIC #19, GHW #3 L.O.5.4 Thực hiện mạch điện động lực từ lưu đồ điều khiển. Lab #3: Điều khiển trình tự dung rơle Trao đổi và luyện tập AIC #19 Hoàn thiện bài tập GHW #3
Trình bày hình thành bảng chân trị và từ đó thiết lập các biểu thức và mạch động lực Minh họa dung chương trình PLC FX training
Chương 6: Điều khiển quá trình
14 AIC #10.
Điều khiển khiển quá trình liên tục L.O.3.6 Đánh giá đáp ứng của hệ thống điều khiển đối với chế độ điều khiển PID.
Lắng nghe, trao đổi và mô phỏng dựa trên hàm truyền hệ thong. Quan sát mô phỏng của chương trình demo trên maple và làm bài tập AIC #20 Cho sinh viên thực hành trên kit MIC02 về điều khiển PID. Chuẩn bị hàm truyền động cơ DC Đặt bài toán điều khiển vị trí và sau đó là điều khiển vận tốc. Dẫn dắt từ từ các loại bộ điều khiển từ P, PI và PID Chuẩn bị chương trình demo PID trên maple Chuẩn bị kit thực hành MIC02
15 Ôn tập Lướt qua các mục chuẩn đầu ra môn học
Thực hiện phần đánh giá thành viên nhóm dựa trên bản hợp đồng nhóm Thực hiện khảo sát hoạt động giảng dạy của Thầy/Cô Thực hiện khảo sát mức độ đạt chuẩn đầu ra môn học.
8. Thông tin liên hệ:
Bộ môn/Khoa phụ trách Bộ môn Cơ Điện Tử Khoa Cơ Khí Văn phòng Tòa nhà B11 Phòng 210 Điện thoại 38688611 Giảng viên phụ trách Phạm Công Bằng Email cbpham@hcmut.edu.vn, pcbang75@gmail.com
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 06 năm 2015
TRƯỞNG KHOA CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG
