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://elearning.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
L.O.1
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.1.5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'.
L.O.2
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.2.2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.
L.O.3
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.3.4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.
L.O.4
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Opamp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.4.6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rơle.
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).
L.O.5
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.5.2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.
L.O.6
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.6.2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
L.O.1
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openloop/closedloopcontrolsystem.
L.O.1.3Illustrateandexplainthenonlinearpropertiesoftheelement/system.
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
L.O.2
Presentfunctionsandlinksbetweenelementsinacontrolsystem.
L.O.2.1Sketchablockdiagramofacontrolsystem
L.O.2.2Reduceblockdiagramstoasimplerform.
L.O.2.3Identifymaincomponentsandtheirinterconnectioninacementmixingsystem.
L.O.3
ApplyMatlabtoanalyzetheresponseofthecomponent/system.
L.O.3.1Plottheresponsetoastepinputforaclosedloop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.3.4UseMatlabtostudytimeresponseandfrequencyresponseofagiventransferfunction.
L.O.3.5  Illustrate the principles of the lowpass filter, highpass 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.
L.O.4
Discusstheprinciples,analyzeandselectequipmentinpracticalapplications.
L.O.4.1Designinvertingamplifier,noninvertingamplifier,summingamplifier,differentialamplifierusing
opamp.
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.4.6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
microcontrollersystem.
L.O.5
Designcontrolsystemsforsequentialoperations.
L.O.5.1Identifystatesofadiscreteprocess
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.
L.O.6
Realize“workreadyengineers”andadvantagesinapplicationsofmanufacturingautomation.
L.O.6.1Introduceyourselfconfidentlyandconcisely.
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BKELhàng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) :15%
•Bàitậpvềnhà(nhóm) :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:
Tuần/
Chương Nộidung Chuẩnđầurachi
tiết
Hoạtđộngdạyvàhọc Hoạtđộng
đánhgiá
Thầy/Cô Sinhviên
L.O.6.1Giớithiệu
vềmìnhtựtinvà
ngắngọn.
Tựgiớithiệuvề
mình
Trìnhbàymẫugiới
thiệu
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
1Giớithiệuvềmôn
học
IHW#1
L.O.6.2Thiếtlập
hợpđồngnhóm.
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
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
Thảoluậntheo
nhómvềnhữngyêu
cầuđốivớimộtkỹsư
ngàynay
Tìmhiểuvềcách
đánhgiámônhọc
Hìnhthànhnhóm,
thảoluậnvàthiếtlập
hợpđồngGHW#1
Invànộpbảnhợp
đồngnhóm.Hạn
chót:buổihọctới
GHW#1
L.O.6.3Minhhọa
nhữnglợiíchmang
lạitrongviệcứng
dụngtựđộnghóa
thôngquabảnđồtư
duy.
Giớithiệungắngọn
về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#1
2
Chương1:Cáckhái
niệmvànguyênlýcơ
bản
Sơđồkhốivàhàm
truyềnđạt
Hệthốngđiều
khiểnvònghở/vòng
kín
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
AIC#2
L.O.1.2Phânbiệt
đượchệthốngvòng
hở,vòngkín.
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)
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.
AIC#3
L.O.2.1Biểudiễn
đượcsơđồkhốicủa
mộthệthốngđiều
khiển.
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
AIC#4