CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA
Giảng viên
Giới thiệu khóa học
Dưới đây là kế hoạch học tập 15 tuần môn "Cơ sở điều khiển tự động hóa" theo đúng mẫu chuẩn bạn yêu cầu:
Tóm tắt giới thiệu môn học
Môn "Cơ sở điều khiển tự động hóa" là môn học nền tảng giúp sinh viên tiếp cận với nguyên lý, cấu trúc và ứng dụng của các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp và đời sống. Nội dung môn học bao gồm các khái niệm cơ bản về hệ thống điều khiển, mô hình hóa hệ thống động, phân tích đáp ứng và ổn định của hệ thống, cùng các phương pháp thiết kế điều khiển truyền thống.
Thông qua việc học lý thuyết kết hợp thực hành mô phỏng và phân tích hệ thống, sinh viên sẽ được trang bị kiến thức cốt lõi để học các môn nâng cao như điều khiển số, PLC, hệ thống SCADA, robot công nghiệp.
Chú thích: Môn học này là nền móng bắt buộc cho sinh viên theo học các ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, cơ điện tử, điện – điện tử.
Mục tiêu môn học
Hiểu rõ nguyên lý và cấu trúc hệ thống điều khiển: Nhận diện các thành phần cơ bản và vai trò của từng phần tử trong hệ thống điều khiển tự động.
Mô hình hóa và phân tích hệ thống động: Thiết lập mô hình toán học (phương trình vi phân, hàm truyền, giản đồ khối) cho các hệ thống vật lý.
Đánh giá ổn định và đáp ứng hệ thống: Sử dụng các công cụ như hàm truyền, biểu đồ Bode, nghiệm nghiệm trạng thái để phân tích hiệu năng hệ thống.
Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính đơn giản: Biết cách thiết kế hệ thống hồi tiếp sử dụng bộ điều khiển PID và hiệu chỉnh thông số hệ thống.
Chú thích: Sau khi hoàn thành môn học, sinh viên có thể vận dụng kiến thức để giải quyết các bài toán điều khiển thực tế trong môi trường công nghiệp hiện đại.
Kiến thức tiên quyết
Toán cao cấp (Vi phân – tích phân, Phương trình vi phân): Cần thiết để mô hình hóa hệ thống và giải phương trình trạng thái.
Vật lý kỹ thuật (Cơ học, Điện học): Hiểu được nguyên lý hoạt động của các hệ thống vật lý như động cơ, cơ cấu, mạch điện.
Mạch điện và điện tử cơ bản: Nắm các khái niệm dòng điện, điện áp, linh kiện điện tử, mạch khuếch đại…
Chú thích: Những kiến thức trên sẽ giúp sinh viên tiếp cận dễ dàng hơn với các mô hình và phân tích hệ thống điều khiển.
Kế hoạch học tập 15 tuần môn "Cơ sở điều khiển tự động hóa"
| Tuần | Nội dung học tập | Mục tiêu cụ thể / Ghi chú |
|---|---|---|
| Tuần 1 | Giới thiệu hệ thống điều khiển tự động | Nắm khái niệm cơ bản, phân loại, cấu trúc và ứng dụng hệ thống điều khiển |
| Tuần 2 | Mô hình hóa hệ thống vật lý | Thiết lập phương trình vi phân cho hệ cơ – điện – nhiệt; khái niệm biến vào/ra |
| Tuần 3 | Hàm truyền và biểu diễn giản đồ khối | Chuyển đổi mô hình sang miền Laplace, rút gọn giản đồ khối |
| Tuần 4 | Phân tích đáp ứng thời gian của hệ thống | Tìm đáp ứng quá độ và đáp ứng tĩnh từ hàm truyền |
| Tuần 5 | Phân tích ổn định hệ thống điều khiển | Hiểu điều kiện ổn định, cực – zero, định lý Routh – Hurwitz |
| Tuần 6 | Biểu đồ Bode và phân tích tần số | Xây dựng và phân tích biểu đồ Bode để đánh giá ổn định và chất lượng hệ thống |
| Tuần 7 | Phân tích Root Locus (quỹ đạo nghiệm đặc trưng) | Vẽ và phân tích Root Locus để điều chỉnh hệ thống |
| Tuần 8 | Bộ điều khiển PID – Nguyên lý và ảnh hưởng | Hiểu vai trò của P, I, D trong điều khiển phản hồi |
| Tuần 9 | Điều chỉnh PID bằng phương pháp thực nghiệm và mô phỏng | Áp dụng các phương pháp Ziegler-Nichols, Cohen-Coon để hiệu chỉnh PID |
| Tuần 10 | Mô phỏng hệ thống điều khiển bằng phần mềm (MATLAB/Simulink) | Thực hành mô phỏng hệ thống PID và phân tích đáp ứng thời gian, tần số |
| Tuần 11 | Ứng dụng điều khiển tự động trong công nghiệp | Phân tích ví dụ thực tế như điều khiển nhiệt độ, tốc độ động cơ, mực nước... |
| Tuần 12 | Phân tích hệ phi tuyến và giới thiệu điều khiển số | Nhận biết hệ phi tuyến và nguyên lý lấy mẫu – giữ mẫu |
| Tuần 13 | Giới thiệu hệ thống điều khiển số – sơ bộ về điều khiển số hóa | Chuyển đổi hệ thống liên tục sang rời rạc; hàm truyền Z |
| Tuần 14 | Ôn tập và giải bài tập tổng hợp | Củng cố kiến thức toàn bộ môn học, giải bài tập tổng hợp mô hình – phân tích – thiết kế |
| Tuần 15 | Kiểm tra cuối kỳ | Thi lý thuyết + thực hành mô phỏng + bài tập thiết kế PID cơ bản |
Chú thích: Môn học yêu cầu thực hành mô phỏng là một phần quan trọng giúp sinh viên hiểu bản chất và ứng dụng điều khiển trong thực tế.
Nếu bạn cần thêm phiên bản mở rộng ứng dụng thực tế công nghiệp, kết hợp Arduino/PLC, hoặc b