Đề cương chi tiết

ĐỀ CƯƠNG HỌC PHẦN : [LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN 1]

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BỘ MÔN: TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

  1. Tổng quát về học phần
Tên học phầnTiếng Việt: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN 1

Tiếng Anh: CONTROL THEORY NO. 1

Mã HP: 033106
Số tín chỉ3 (3, 0, 3)
Số tiếtLTBTTHTổngTự học
301545105
Đánh giá học phầnQuá trình: 40%Thi cuối kỳ: 60%
Thang điểm10 
Môn tiên quyết– không
Môn học trước– không
Môn song hành– không

Ghi chú:

– Từ viết tắt: LT: lý thuyết; BT: bài tập; TH thực hành, thí nghiệm, thảo luận; BTN: bài tập nhóm.

– Giờ lý thuyết: 1 tín chỉ = 15 tiết (LT&BT); giờ TH: 1 tín chỉ = 30 tiết

  1. Mô tả học phần

Môn học lý thuyết điều khiển 1 thuộc khối kiến thức chung của ngành trong chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa. Môn học này cung cấp kiến thức cơ bản về điều khiển tự động, các khái niệm về mô tả toán học của hệ thống, khảo sát tính ổn định của hệ thống, các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống và một số phương pháp thiết kế hệ thống. Đồng thời học phần cũng cung cấp cho sinh viên kỹ năng về truyền đạt giải pháp kỹ thuật và có năng lực tự chủ và chịu trách nhiệm trong kỹ thuật điều khiển tự động hóa.

  1. 3. Tài liệu học tập

3.1. Sách, giáo trình, tài liệu tham khảo

TTTên tác giảNăm XBTên sách, giáo trình,

tên bài báo, văn bản

NXB, tên tạp chí/

nơi ban hành VB

ITài liệu chính
1Huỳnh Thái Hoàng2016Lý thuyết điều khiển tự độngĐại học Quốc gia Tp. HCM
2Farid Golnaraghi Benjamin C. Kuo2017Automatic Control System (10th Edition)McGraw-Hill Education
IITài liệu tham khảo
3Huỳnh Thái Hoàng2016Bài tập lý thuyết điều khiển tự độngĐại học Quốc gia Tp. HCM
4Trần Hoài An2005Lý thuyết điều khiển tự độngGiao thông vận tải
5Katsuhiko Otaga2015Modern Control Engineering (6th edition)McGraw-Hill Education

3.2. Danh mục địa chỉ web hữu ích cho HP

TTNội dung tham khảoLink trang webNgày cập nhật
6.Trang chủ lập trình cho Matlab. Bao gồm công cụ lập trình và tài liệu cập nhật mới nhất.https://www.mathworks.com/support

https://www.mathworks.com/academia

21/1/2022

4. Mục tiêu học phần

Mục tiêu

[1]

Mô tả

[2]Học phần này trang bị cho Sinh Viên:

Chuẩn đầu ra CTĐT[3]
CO1Vận dụng kiến thức lý thuyết điều khiển cơ bản, kiến thức mô phỏng hệ thống và các phương pháp kỹ thuật trong việc khảo sát, phân tích, đánh giá, thiết kế hệ thống điều khiển tự động.PLO1

PLO3

PLO4

CO2Thực hiện kỹ năng truyền đạt giải pháp kỹ thuậtPLO7
CO3Tham gia làm việc nhóm trong việc thảo luận lựa chọn phương pháp điền khiểnPLO9

5. Chuẩn đầu ra học phần

Mục tiêu HP

[1]

CĐR HP [2]Mô tả CĐR

[3]

Chuẩn đầu ra CTĐT [4]
CO1CLO1.1Diễn giải các khái niệm về hệ thống điều khiển tự độngPI1.2
CLO1.2Tính toán mô hình toán học các đối tượng điều khiển
CLO1.3Vận dụng các phương pháp kỹ thuật trong việc thiết kế và đánh giá hệ thống điều khiển
CLO1.4Vận dụng công nghệ thông tin trong việc tính toán mô hình hóa và việc thiết kế bộ điều khiển cho đối tượng cụ thể.PI3.2
CLO1.5Áp dụng kiến thức lý thuyết điều khiển trong việc phân tích các hệ thống công nghiệp.PLO4
CO2CLO2.1Thực hiện kỹ năng truyền đạt giải pháp kỹ thuật trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển.PLO7
CO3CLO3.1Tham gia làm việc nhóm để lựa chọn phương pháp điều khiển tốt nhất cho một đối tượng cụ thể.PLO9

 

Ma trận năng lực tích hợp giữa chuẩn đầu ra của học phầnvà chuẩn đầu ra của chương trình đào tạo:

CLOsPLO1PLO3PLO4PLO7PLO9
PI1.2PI3.2
CLO1.12    
CLO1.23    
CLO1.34    
CLO1.4 4   
CLO1.5  3  
CLO2.1   2 
CLO3.1    2
Giá trị lớn nhất của năng lực44322

6. Hướng dẫn cách học, chi tiết cách đánh giá học phần

Cách học:

  • Sinh Viên phải tham dự tối thiểu 80% số tiết của học phần;
  • Làm và nộp các bài tập lập trình;
  • Tự nghiên cứu các vấn đề được giao ở nhà hoặc thư viện;
  • Thực hiện đầy đủ các phần thuyết trình của nhóm;
  • Tham dự thi kết thúc học phần.

Điểm tổng kết học phần được đánh giá xuyên suốt quá trình học, gồm 2 cột điểm: điểm quá trình (40%) và điểm thi cuối kỳ (60%). Điểm đánh giá chi tiết như sau:

Thành phần đánh giá

[1]

Dạng bài đánh giá

[2]

Chuẩn đầu ra học phần(CLOs)

[3]

Hình thức đánh giá

[4]

Tiêu chí đánh giá

[5]

Trọng số

[6]

Đánh giá quá trìnhChuyên CầnCLO3.1Điểm danh hoặc căn cứ vào bài tập/thực hành đã nộpTheo rubric

A1.1

5%
Bài tập + Thực HànhCLO1.1

CLO2.1

Các bài tập (trên lớp hoặc về nhà)Theo rubric

A1.2

20%
Kiểm tra giữa kỳCLO1.1

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.4

CLO1.5

Bài tập thiết kế trên giấy + mô phỏng (theo nhóm)Theo rubric
A1.3
15%
Đánh giá cuối kỳTự luậnCLO1.1

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.4

CLO1.5

Tự LuậnTheo rubric

A2.1

60%

Ma trận thống kê số lượng câu hỏi, bài tập kiểm tra, đánh giá kết quả học tập được thể hiện trong bảng dưới

Phần – ChươngBậc 1Bậc 2Bậc 3Bậc 4Bậc 5
Chương 01 – Khái niệm về hệ thống điều khiển tự động33   
Chương 02 – Mô hình toán của hệ thống điều khiển 33  
Chương 03 – Khảo sát tính ổn định của hệ thống  33 
Chương 04 – Kỹ thuật đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển  33 
Chương 05 – Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển  33 
TỔNG36129

  1. Dự kiến danh sách cán bộ tham gia giảng dạy
STT

[1]

Họ và tên

[2]

Email

[3]

Đơn vị công tác

[4]

1ThS. Lê Thị Ngọc Quyênngocquyen_dv@hcmutrans.edu.vnKhoa Điện-ĐTVT
2ThS. Nguyễn Thị ChínhChinh.nguyen@ut.edu.vnKhoa Điện-ĐTVT
3ThS. Nguyễn Tiến Dũngdung.nguyen@ut.edu.vnKhoa Điện-ĐTVT
  1. Phân bố thời gian chi tiết
Nội dung PP giảng dạyPhân bổ số tiết cho hình thức dạy – họcTổng số tiết trên lớp
Lên lớpTHTự học (giờ)
LTBT
Chương 01 – Khái niệm về hệ thống điều khiển tự độngPP1,PP3300153
1.1 Các khái niệm về điều khiển

1.2 Các nguyên tắc điều khiển

1.3 Các ứng dụng điều khiển

1.4 Phân loại điều khiển

     
Chương 02 – Mô hình toán của hệ thống điều khiểnPP1,PP3630159
2.1 Khái niệm về mô hình toán học

2.2 Phép biến đổi Laplace

2.3 Sơ đồ khối

2.4 Graph trạng thái và công thức Mason

Phương trình trạng thái

     
Chương 03 – Khảo sát tính ổn định của hệ thốngPP1,PP39603015
3.1 Khái niệm về ổn định

3.2 Tiêu chuẩn ổn định đại số

3.3 Phương pháp quỹ đạo nghiệm số

3.4 Tiêu chuẩn ổn định tần số

     
Chương 04 – Kỹ thuật đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiểnPP1,PP3330156
4.1 Các tiêu chuẩn chất lượng

4.2 Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ

     
Chương 05 – Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiểnPP1,PP39303012
5.1 Thiết kế hệ thống dùng quỹ đạo nghiệm số

5.2 Thiết kế hệ thống dùng biểu đồ Bode

     
Tổng 3015010545

  1. Nội dung chi tiết
Tuần / ChươngNội dungCLOsHoạt động dạy và họcDạng bài đánh giáTài liệu học tập
Tuần

1

Chương 1

Lý Thuyết: Khái niệm về hệ thống điều khiển tự động

– Các khái niệm về điều khiển

– Các nguyên tắc điều khiển

– Các ứng dụng điều khiển

– Phân loại điều khiển

Bài tập: không

CLO1.1

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

2

Chương 2

Lý Thuyết: Mô hình toán của hệ thống điều khiển

– Khái niệm về mô hình toán học

– Phép biến đổi Laplace

Bài tập: không

CLO1.1

CLO1.3

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

3

Chương 2

Lý Thuyết: Mô hình toán của hệ thống điều khiển

– Graph trạng thái và công thức Mason.

– Phương trình trạng thái

CLO1.2

CLO1.4

CLO1.5

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

4

Chương 2

Bài tập: Làm quen với môi trường lập trình MatlabCLO1.4

CLO1.5

CLO3.1

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

5

Chương 3

Lý Thuyết: Khảo sát tính ổn định của hệ thống

– Khái niệm về ổn định

– Tiêu chuẩn ổn định đại số

 

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.5

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

6

Chương 3

Bài tập: Xét tính ổn định của hệ thống với phần mềm matlab.CLO1.4

CLO3.1

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

7

Chương 3

Lý Thuyết: Khảo sát tính ổn định của hệ thống

– Phương pháp quỹ đạo nghiệm số

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.5

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

8

Chương 3

Lý Thuyết: Khảo sát tính ổn định của hệ thống

– Tiêu chuẩn ổn định tần số

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.5

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

9

Chương 3

Bài tập: Vẽ quỹ đạo nghiệm số dùng Matlab. Xét tiêu chuẩn ổn định tần sốCLO1.4

CLO3.1

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

10

Chương 4

Lý Thuyết: Kỹ thuật đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển

– Các tiêu chuẩn chất lượng

– Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ

Bài tập: Không

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.4

CLO3.1

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

11

Chương 4

Lý Thuyết: Kỹ thuật đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển

– Các tiêu chuẩn chất lượng

– Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ

CLO1.3

CLO1.5

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

12

Chương 5

Lý Thuyết: Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

– Thiết kế hệ thống dùng quỹ đạo nghiệm số

CLO1.3

CLO1.5

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

13

Chương 5

Lý Thuyết: Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

– Thiết kế hệ thống dùng biểu đồ Bode

CLO1.3

CLO1.5

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

14

Chương 5

Lý Thuyết: Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

– Thiết kế hệ thống dùng biểu đồ Bode

CLO1.3

CLO1.5

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

Tuần

15

Chương 5

Bài tập: Dùng phần mềm Matlab để:

– Thiết kế dung quỹ đạo nghiệm số, đánh giá lại kết quả thiết kế hệ thống sau khi hiệu chỉnh;

– Xác định các tiêu chuẩn chất lượng;

– Thiết kế dung biểu đồ Bode và kiểm tra, đánh giá lại kết quả thiết kế hệ thống sau khi hiệu chỉnh;

– Thiết kế và kiểm tra, đánh giá lại kết quả thiết kế hệ thống sau khi hiệu chỉnh.

CLO1.3

CLO1.4

CLO3.1

 

– (2), (3), (4), (5)A1.1

A1.2

A1.3

A2.1

[1]-

[5]

  1. Hướng dẫn tự học
Tuần/ Buổi học/

[1]

Nội dung

[2]

CĐR học phần

[3]

Hoạt động tự học của SV

[4]

Tuần

1

Chương 1

Lý Thuyết: Khái niệm về hệ thống điều khiển tự động

– Các khái niệm về điều khiển

– Các nguyên tắc điều khiển

– Các ứng dụng điều khiển

– Phân loại điều khiển

Bài tập: không

CLO1.1

 

– Đọc tài liệu của chương.

– Liên hệ các kiến thức đã học.

– [1]:đọc chương 1,2 (từ trang 1-60)

– [2]: đọc chương 1,2 (từ trang 1-56)

– [3]: đọc chương 1,2 (từ trang 1-56)

Tuần

2

Chương 2

Lý Thuyết: Mô hình toán của hệ thống điều khiển

– Khái niệm về mô hình toán học

– Phép biến đổi Laplace

Bài tập: không

CLO1.1

CLO1.3

– Đọc tài liệu của chương.

– Liên hệ các kiến thức đã học.

– [1]: đọc chương 2,3 (từ trang 30-93)

– [2]: đọc chương 2,3 (từ trang 14-126)

– [3]: đọc chương 2 (từ trang 32-56)

Tuần

3

Chương 2

Lý Thuyết: Mô hình toán của hệ thống điều khiển

– Graph trạng thái và công thức Mason.

Phương trình trạng thái

CLO1.2

CLO1.4

CLO1.5

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Chủ động thiết lập môi trường lập trình.

– Tự học sử dụng Matlab

– [1]: đọc chương 4,5 (từ trang 96-161)

– [2]: đọc chương 5 (từ trang 129-176)

– [3]: đọc chương 3 (từ trang 59-95)

Tuần

4

Chương 2

Bài tập: Làm quen với môi trường lập trình MatlabCLO1.4

CLO1.5

CLO3.1

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Chủ động thiết lập môi trường lập trình.

– Tự học sử dụng Matlab

– [1]: đọc chương 4,5 (từ trang 96-161)

– [2]: đọc chương 5 (từ trang 129-176)

– [3]: đọc chương 3 (từ trang 59-95)

Tuần

5

Chương 3

Lý Thuyết: Khảo sát tính ổn định của hệ thống

– Khái niệm về ổn định

– Tiêu chuẩn ổn định đại số

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.5

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Chủ động thiết lập môi trường lập trình.

– Tự học sử dụng Matlab

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 1 (trang 134, 64-79), chương 14 (từ 354-389)

– [2]: đọc chương 13 (từ trang 463-470)

– [3]: đọc 3.1.1 (từ trang 62-67)

Tuần

6

Chương 3

Bài tập: Xét tính ổn định của hệ thống với phần mềm matlab.CLO1.4

CLO3.1

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 1 (trang 134, 64-79), chương 14 (từ 354-389)

– [2]: đọc chương 13 (từ trang 463-470)

– [3]: đọc 3.1.1 (từ trang 62-67)

Tuần

7

Chương 3

Lý Thuyết: Khảo sát tính ổn định của hệ thống

Phương pháp quỹ đạo nghiệm số

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.5

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 17 (từ trang 438-442)

– [2]: đọc chương 6 (từ trang 177-208)

– [3]: đọc chương 4 (từ trang 97-125)

Tuần

8

Chương 3

Lý Thuyết: Khảo sát tính ổn định của hệ thống

Tiêu chuẩn ổn định tần số

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.5

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 17 (từ trang 438-442)

– [2]: đọc chương 6 (từ trang 177-208)

– [3]: đọc chương 4 (từ trang 97-125)

Tuần

9

Chương 3

Bài tập: Vẽ quỹ đạo nghiệm số dùng Matlab. Xét tiêu chuẩn ổn định tần sốCLO1.2

CLO1.3

CLO1.4

CLO3.1

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 6 (từ trang 164-180)

– [2]: đọc chương 3 (từ trang 59,64,74), chương 8 (246-248)

– [3]: đọc chương 3 (từ trang 62-67)

Tuần

10

Chương 4

Lý Thuyết: Kỹ thuật đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển

– Các tiêu chuẩn chất lượng

– Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ

Bài tập: Không

CLO1.2

CLO1.3

CLO1.4

CLO2.1

CLO3.1

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 6 (từ trang 164-180)

– [2]: đọc chương 3 (từ trang 59,64,74), chương 8 (246-248)

– [3]: đọc chương 3 (từ trang 62-67)

Tuần

11

Chương 4

Lý Thuyết: Kỹ thuật đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển

– Các tiêu chuẩn chất lượng

Các tiêu chuẩn tối ưu hóa đáp ứng quá độ

CLO1

CLO2

CLO3

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

– Tự thực hành các bài làm theo yêu cầu.

– [1]: đọc chương 17(từ trang 438-462)

– [2]: đọc chương 8 (từ trang 245-278)

– [3]: đọc chương 5 (từ trang 126-143)

Tuần

12

Chương 5

Lý Thuyết: Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

Thiết kế hệ thống dùng quỹ đạo nghiệm số

CLO1.3

CLO1.5

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

Tuần

13

Chương 5

Lý Thuyết: Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

Thiết kế hệ thống dùng biểu đồ Bode

CLO1.3

CLO1.5

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

 

Tuần

14

Chương 5

Lý Thuyết: Thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

Thiết kế hệ thống dùng biểu đồ Bode

CLO1.3

CLO1.5

 

– Đọc tài liệu của chương

– Liên hệ các vấn đề liên quan trong thực tế.

– Làm lại các bài demo của GV.

 

Tuần

15

Chương 5

Bài tập chương 5CLO1.3

CLO1.4

CLO3.1

 

– Làm lại các bài demo của GV.

 

  1. Hướng dẫn thực hiện

– Phạm vi áp dụng: Đề cương này được áp dụng cho ngành Tự động hóa công nghiệp trình độ đại học tại Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh từ năm học 2018-2022.

– Giảng viên: Sử dụng đề cương chi tiết này làm cơ sở phục vụ giảng dạy, biên soạn bộ đề thi, kiểm tra, đánh giá hoạt động học tập của sinh viên.

– Sinh viên: Sử dụng đề cương chi tiết này làm cơ sở để nắm các thông tin chi tiết về học phần, từ đó xác định nội dung học tập và chủ động lên kế hoạch học tập phù hợp nhằm đạt được chuẩn đầu ra của học phần.

Đề cương chi tiết học phầnđược ban hành kèm theo chương trình đào tạo và công bố đến các bên liên quan theo quy định.