Đề cương chi tiết học phần Lý thuyết điều khiển tự động

 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 
 KHOA ĐIỆN 
 BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 
 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT 
 HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 
1. THÔNG TIN CHUNG 
 Tên học phần (tiếng Việt): LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 
 Tên học phần (tiếng Anh): THEORY OF AUTOMATIC CONTROL 
 Mã môn học: 26.2 
 Khoa/Bộ môn phụ trách: Bộ môn Điện công nghiệp 
 Giảng viên phụ trách chính: Ths. Trần Đông 
 Email: trandong@uneti.edu.vn 
 GV tham gia giảng dạy: Ths. Trần Đông, Ths Vũ Thị Tố Linh 
 Số tín chỉ: 3 (36, 18, 45, 90) 
 Trong đó N: Số tín chỉ; 
 a : Số tiết LT; 
 b: Số tiết TH/TL; 
 a+b/2 = 15xN 
 Số giờ sinh viên tự học :30 x N ( Khoản 3 điều 3, 
 Qui chế 686/ĐHKTKTCN, 10.10.2018 ; ) 
 Số tiết Lý thuyết: 36 
 Số tiết TH/TL: 18 
 Số tiết Tự học: 90 
 Tính chất của học phần: Bắt buộc 
 Học phần tiên quyết: Không 
 Học phần học trước: Không 
 Các yêu cầu của học phần: Sinh viên có tài liệu học tập 
2. MÔ TẢ HỌC PHẦN 
 Học phần “Lý thuyết điều khiển tự động” thuộc khối kiến thức cơ sở chung của các 
 nghành Đại học kỹ thuật chuyên ngành điện. Nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến 
 thức cơ bản chung nhất từ cơ bản đến chuyên sâu về lý thuyết điều khiển trong quá 
 trình sản xuất, những nguyên tắc cơ bản, các thiết bị chủ yếu bằng: Khí nén, thuỷ lực, 
 1 
 các phần tử logic, đối tượng điều khiển, cơ cấu công tác, hệ rơ le, v.v... trong điều 
 khiển tự động. Trên cơ sở đó hiểu rõ về các hệ thống điều khiển tự động, tự động hoá 
 quá trình công nghệ của nhà máy đơn lẻ nào đó hoặc trình độ tự động hoá, cách quản lý 
 tự động hoá các nhà máy đang công tác. Từ đó có thể nâng cao được chất lượng các hê 
 thống điều khiển (SISO cũng như MIMO) trên cơ sở hệ thống máy tính số để tổng hợp 
 hệ thống tối ưu. 
 3. MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC 
 Kiến thức 
 Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cấu trúc, phân loại, hàm truyền đạt, 
phương trình vi phân, phương trình trạng thái, cho đến các bộ điều khiển kinh điển PID, 
.v.v... từ đó biết các tổng hợp hệ thống điều khiển tối ưu. 
 Kỹ năng 
Có kỹ năng sử dụng nhận biết các hệ thống điều khiển trong công nghiệp. 
 Năng lực tự chủ và trách nhiệm 
 Nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực, chăm chỉ, cẩn thận. CHUẨN 4. ĐẦU 
 4. RA HỌC PHẦN 
 Mã Mô tả CĐR học phần CĐR của 
 CĐR Sau khi học xong môn học này, người học có thể: CTĐT 
 G1 Về kiến thức 
 Vận dụng các kiến thức cơ bản về điều khiển tự động, mô hình 
 G1.1.1 1.2.1 
 hoá điều khiển tự động. 
 G1.1.2 Phân tích tính ổn định của hệ thống điều khiển tự động 1.2.1 
 G1.1.3 Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 1.2.1 
 G1.2.1 Phân tích các bước thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 1.2.1 
 G2 Về kỹ năng 
 Nắm được các khái niệm cơ bản và mô hình của hệ thống điều 
 G2.1.1 [2.1.1] 
 khiển tự động. 
 Nắm được các bước khảo sát tính ổn định, đánh giá chất lượng hệ 
 G2.1.2 [2.1.1] 
 thống điều khiển tự động 
 Nắm được các bước thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên 
 G2.2.1 [2.1.1] 
 tục 
 G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm 
 2 
 Chủ động trong quá trình tự học tự nghiên cứu, nâng cao trình độ 
 G3.1.1 [3.2.1] 
 chuyên môn trong các hệ thống điều khiển tự động 
 G3.1.2 Có trách nhiệm với bản thân và xã hội [3.2.1] 
 4. NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY 
 Số Số Tài liệu 
Tuần 
 Nội dung tiết tiết học tập, 
 thứ 
 LT TH tham khảo 
 Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự 
 động 
 1.1. Khái niệm điều khiển 
 1 3 1,2,3,4, 
 1.2. Các nguyên tắc điều khiển 
 1.3. Phân loại điều khiển 
 1.4. Một số ví dụ về các hệ thống điều khiển 
 Chương 2: Mô hình toán học hệ thống điều 1,2,3,4, 
 khiển liên tục 
 2.1. Khái niệm về mô hình toán học 
 2 
 2.2. Hàm truyền 
 3 
 2.2.1. Phép biến đổi Laplace 
 2.2.2. Định nghĩa hàm truyền 
 2.2.3. Hàm truyền của một số phần tử 1,2,3,4, 
 2.3. Hàm truyền của hệ thống tự động 
 3 3 
 2.3.1. Đại số sơ đồ khối 
 2.3.2. Sơ đồ dòng tín hiệu 
 2.4. Phương trình trạng thái (PTTT) 1,2,3,4, 
 2.4.1. Khái niệm về PTTT 
 2.4.2. Cách thành lập PTTT từ phương trình vi 
 4 3 
 phân 
 2.4.3. Quan hệ giữa PTTT; hàm truyền đạt, 
 PTVP 
 5 Chữa bài tập + Kiểm tra 6 1,2,3,4, 
 Chương 3: Khảo sát tính ổn định của hệ thống 1,2,3,4, 
 6 3 
 ĐKTĐ 
 3 
 Số Số Tài liệu 
Tuần 
 Nội dung tiết tiết học tập, 
 thứ 
 LT TH tham khảo 
 3.1. Khái niệm ổn định 
 3.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số 
 3.2.1. Điều kiện cần 
 3.2.2. Tiêu chuẩn Routh 
 3.2.3. Tiêu chuẩn Hurwitz 
 3.3. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) 1,2,3,4, 
 3.3.1. Khái niệm về QĐNS 
 7 3 
 3.3.2. Phương pháp vẽ QĐNS 
 3.3.3. Xét ổn định dùng QĐNS 
 3.4. Tiêu chuẩn ổn định tần số 1,2,3,4, 
 3.4.1. Khái niệm về đặc tính tần số 
 8 3 
 3.4.2. Đặc tính tần số của các khâu cơ bản 
 3.4.3. Một số bài tập ví dụ 
 9 Chữa bài tập + Kiểm tra 6 1,2,3,4, 
 3.4.3. Đặc tính tần số của hệ thống tự động 1,2,3,4, 
 3.4.4. Tiêu chuẩn ổn định Bode 
 3.4.5. Tiêu chuẩn ổn định Nyquist 
 10 Chương 4: Đánh giá chất lượng hệ thống điều 3 
 khiển 
 4.1. Các tiêu chuẩn chất lượng 
 4.2. Sai số xác lập 
 4.3. Đáp ứng quá độ 1,2,3,4, 
 4.4. Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ 
 11 3 
 4.5. Quan hệ giữa chất lượng trong miền tần số và 
 chất lượng trong miền thời gian 
 Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến 1,2,3,4, 
 tính liên tục 
 12 5.1. Khái niệm 3 
 5.2. Ảnh hướng của các khâu hiệu chỉnh đến chất 
 lượng của hệ thống 
 4 
 Số Số Tài liệu 
Tuần 
 Nội dung tiết tiết học tập, 
 thứ 
 LT TH tham khảo 
 5.3. Thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS 1,2,3,4, 
 13 5.4. Thiết kế hệ thống dùng phương pháp biểu đồ 3 
 Bode 
 5.5. Thiết kế hệ thống dùng phương pháp phân bố 1,2,3,4, 
 14 cực 3 
 5.6. Thiết kế bộ điều khiển PID 
 15 Chữa bài tập + Kiểm tra 6 1,2,3,4, 
 5. MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT 
 ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN 
 Mức 1: Thấp 
 Mức 2: Trung bình 
 Mức 3: Cao 
 5 
Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 
 Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động 
 1.1. Khái niệm điều khiển 2 2 2 2 
 1 1.2. Các nguyên tắc điều khiển 2 2 2 2 
 1.3. Phân loại điều khiển 2 2 2 2 
 1.4. Một số ví dụ về các hệ thống điều khiển 2 2 2 2 
 Chương 2: Mô hình toán học hệ thống điều khiển liên tục 
 2.1. Khái niệm về mô hình toán học 2 2 2 2 
 2 2.2. Hàm truyền 2 2 2 2 
 2.3. Hàm truyền của hệ thống tự động 2 2 2 2 
 2.4. Phương trình trạng thái (PTTT) 2 2 2 2 
 Chương 3: Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ 
 3 3.1. Khái niệm ổn định 2 2 2 2 
 3.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số 2 2 2 2 
 3.3. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (QĐNS) 2 2 2 2 
 3.4. Tiêu chuẩn ổn định tần số 2 2 2 2 
 Chương 4: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 
 4.1. Các tiêu chuẩn chất lượng 2 2 2 2 
 4 4.2. Sai số xác lập 2 2 2 2 
 4.3. Đáp ứng quá độ 2 2 2 2 
 4.4. Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ 2 2 2 2 
 6 
 4.5. Quan hệ giữa chất lượng trong miền tần số 
 2 2 2 2 
 và chất lượng trong miền thời gian 
 Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 
 5.1. Khái niệm 2 2 2 2 
 5.2. Ảnh hướng của các khâu hiệu chỉnh đến 
 2 2 2 2 
 chất lượng củ a hệ thống 
 5.3. Thiết kế hệ thống dùng phương pháp QĐNS 2 2 2 2 
 5 
 5.4. Thiết kế hệ thống dùng phương pháp biểu 
 2 2 2 2 
 đồ Bode 
 5.5. Thiết kế hệ thống dùng phương pháp phân 
 2 2 2 2 
 bố cực 
 5.6. Thiết kế bộ điều khiển PID 2 2 2 2 
6. PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN 
 Điểm 
 Quy định 
 TT thành G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 
 (Theo QĐ Số: 686/QĐ-ĐHKTKTCN) 
 phần 
 1. Kiểm tra thường xuyên 
 Điểm quá 
 + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 
 1 trình x x x x x x x x x 
 phút, hỏi đáp 
 (40%) 
 + Số lần: Tối thiểu 1 lần/sinh viên 
 7 
 Điểm 
 Quy định 
TT thành G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 
 (Theo QĐ Số: 686/QĐ-ĐHKTKTCN) 
 phần 
 + Hệ số: 1 
 2. Kiểm tra định kỳ lần 1 
 + Hình thức: Tự luận 
 x x x x 
 + Thời điểm: Sau khi học hết chương 2 
 + Hệ số: 2 
 3. Kiểm tra định kỳ lần 2 
 + Hình thức: Tự luận 
 x x x x x 
 + Thời điểm: sau khi học hết chương 6 
 + Hệ số: 2 
 4. Kiểm tra định kỳ lần 3 
 + Hình thức: Tự luận 
 x x x x x x x x x 
 + Thời điểm: sau khi học hết chương 8 
 + Hệ số: 2 
 5. Kiểm tra chuyên cần 
 + Hình thức: Điểm danh theo thời gian tham 
 x x x x x x x x x 
 gia học trên lớp 
 + Hệ số: 3 
 8 
 Điểm 
 Quy định 
TT thành G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 
 (Theo QĐ Số: 686/QĐ-ĐHKTKTCN) 
 phần 
 Điểm thi 
 + Hình thức: Tự luận 
 kết thúc 
 2 + Thời điểm: Theo lịch thi học kỳ x x x x x x x x 
 học phần x 
 + Tính chất: Bắt buộc 
 (60%) 
 9 
7. PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC 
  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ 
 website để tìm tư liệu liên quan đến môn học. Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng 
 kết chương, sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan (mô hình 3D 
 của một số chi tiết cơ khí điển hình) trong giảng dạy. Tập trung hướng d n học, tư vấn 
 học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập lớn, kết quả kiểm tra và các nội dung lý thuyết 
 chính m i chương. 
  Giảng viên sẽ mô tả các hoạt động thực tế trong quá trình sản xuất của một doanh 
 nghiệp liên quan đến việc xây dựng, đọc và giải thích được các bản vẽ chi tiết, bản vẽ 
 lắp. 
  Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp 
 thảo luận nhóm; Phương pháp mô phỏng; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu 
 tả, làm m u. 
  Sinh viên chuẩn bị bài từng chương, làm bài tập đầy đủ, trau dồi kỹ năng làm việc 
 nhóm để chuẩn bị bài thảo luận. 
  Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình 
 bày quan điểm, các ý tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau. 
8. QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 
9.1. Quy định về tham dự lớp học 
  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ các buổi học. Trong trường hợp 
 nghỉ học do lý do bất khả kháng thì phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ và hợp lý. 
  Sinh viên vắng quá 50% buổi học dù có lý do hay không có lý do đều bị coi như 
 không hoàn thành khóa học và phải đăng ký học lại vào học kỳ sau. 
  Tham dự các tiết học lý thuyết 
  Thực hiện đầy đủ các bài tập được giao trong cuốn sách bài tập hình họa vẽ kỹ thuật 
  Tham dự kiểm tra giữa học kỳ 
  Tham dự thi kết thúc học phần 
  Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học 
9.2. Quy định về hành vi lớp học 
  Học phần được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy. Mọi 
 hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm. 
  Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định. Sinh viên đi trễ quá 15 phút sau khi giờ học 
 bắt đầu sẽ không được tham dự buổi học. 
 10 
  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học. 
  Tuyệt đối không được ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại, 
 máy nghe nhạc trong giờ học. 
9. TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 
10.1. Tài liệu học tập: 
 [1]. Nguyễn Thương Ngô, Lý thuyết điều khiển tự động thông thường và hiện đại, Quyển 1, 
NXB khoa học và kỹ thuật, 2009. 
 10.2. Tài liệu tham khảo: 
 [2]. Nguyễn Công Phương, Trương Ngọc Tuấn, Bài tập Điều khiển tự động, NXB khoa 
 học và kỹ thuật, năm 2008. 
 [3]. Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, MH/DI.00005, 2009. 
 [4]. Nguyễn Thị Phương Hà, Huỳnh Thái Hoàng, Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Đại 
 học quốc gia TP HCM, 2018 
10. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN 
  Các Khoa, Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực hiện. 
  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học đầu tiên của học 
 phần. 
  Giảng viên thực hiện theo đúng đề cương chi tiết đã được duyệt. 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2018 
 Trưởng khoa Trưởng bộ môn Người biên soạn 
 (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) 
 11