Giáo Trình Hệ Thống Điều Khiển Số - Tài Liệu Học Tập Chi Tiết Và Dễ Hiểu

• Tác giả: Ts. Bùi Gia Thịnh
• Trường học: Đại học Hải Phòng
• Chuyên ngành: Hệ thống điều khiển số
• Đề tài: Giáo Trình Hệ Thống Điều Khiển Số: Hướng Dẫn Toàn Diện Cho Người Học
• Loại tài liệu: giáo trình cấp trường
• Năm xuất bản: 2018 - 2019
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ PHÉP BIẾN ĐỔI Z
• 1.1. Khái niệm hệ thống điều khiển số (ĐKS)
• 1.2. Mô hình hệ thống ĐKS
• 1.3. Trích mẫu tín hiệu
• 1.4. Quy trình trích mẫu
• 1.5. Khái niệm biến đổi Z
• 1.6. Biến đổi Z của các hàm cơ bản
• 1.6.1. Hàm bước đơn vị
• 1.6.2. Hàm dốc (ramp)
• 1.6.3. Hàm mũ
• 1.6.4. Hàm mũ tổng quát
• 1.6.5. Hàm cos
• 1.6.6. Hàm xung rời rạc
• 1.6.7. Hàm xung rời rạc có trễ
• 1.6.8. Bảng biến đổi Z
• 1.7. Các tính chất của biến đổi Z
• 1.7.1. Tính chất tuyến tính
• 1.7.2. Tính chất dịch trái
• 1.7.3. Tính chất dịch phải
• 1.7.4. Tính chất hàm mũ
• 1.7.5. Tính chất giá trị đầu
• 1.7.6. Tính chất giá trị cuối
• 1.8. Biến đổi Z ngược
• 1.9. Hàm truyền của hệ thống điều khiển số
• 1.9.1. Hàm truyền xung
• 1.9.2. Hàm truyền hệ hở
• 1.9.3. Đáp ứng thời gian vòng hở
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giáo trình hệ thống điều khiển số

Giáo trình hệ thống điều khiển số là tài liệu chuyên sâu dành cho sinh viên ngành Điện và các ngành kỹ thuật liên quan. Cuốn sách này cung cấp kiến thức toàn diện về hệ thống điều khiển số, từ lý thuyết cơ bản đến các ứng dụng thực tiễn. Giáo trình được biên soạn dựa trên đề cương chi tiết của Trường Đại học Hải Phòng, nhằm giúp người học nắm vững các khái niệm và phương pháp điều khiển hiện đại. Hệ thống điều khiển số đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như điều khiển quá trình, giao thông, và công nghiệp.

1.1. Hướng dẫn học hệ thống điều khiển

Giáo trình cung cấp hướng dẫn học hệ thống điều khiển một cách chi tiết, giúp sinh viên tiếp cận dễ dàng với các khái niệm cơ bản. Các phương pháp điều khiển cổ điển và hiện đại được trình bày rõ ràng, từ đó người học có thể xây dựng các hệ thống điều khiển số cho các ứng dụng cụ thể. Giáo trình cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nắm vững kiến thức nền tảng như đại số tuyến tính, tích phân, và vi phân.

1.2. Các khái niệm trong hệ thống điều khiển

Chương đầu tiên của giáo trình giới thiệu các khái niệm trong hệ thống điều khiển, bao gồm định nghĩa về hệ thống điều khiển số, mô hình hệ thống, và quy trình trích mẫu tín hiệu. Các khái niệm này là nền tảng để hiểu sâu hơn về các phương pháp điều khiển và ứng dụng thực tiễn. Giáo trình cũng đề cập đến biến đổi Z, một công cụ quan trọng trong phân tích hệ thống điều khiển số.

II. Ứng dụng hệ thống điều khiển số

Ứng dụng hệ thống điều khiển số được trình bày chi tiết trong giáo trình, với các ví dụ cụ thể từ thực tế công nghiệp. Các hệ thống điều khiển số được sử dụng rộng rãi trong điều khiển quá trình, điều khiển phương tiện giao thông, và máy công cụ. Giáo trình nhấn mạnh sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ điều khiển số và tầm quan trọng của việc ứng dụng chúng vào thực tiễn công nghiệp Việt Nam.

2.1. Các phương pháp điều khiển số

Giáo trình giới thiệu các phương pháp điều khiển số thông dụng như bộ điều khiển 'dead-beat', Dahlin, và PID. Các phương pháp này được xây dựng dựa trên lý thuyết điều khiển kinh điển và hiện đại, giúp người học hiểu rõ cách thiết kế và vận hành các hệ thống điều khiển số. Phương pháp PID được đặc biệt chú trọng do tính ứng dụng cao trong thực tế.

2.2. Hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động là một phần quan trọng trong giáo trình, với các ví dụ về hệ thống vòng kín và vòng hở. Giáo trình cung cấp các phương pháp khảo sát ổn định của hệ thống, bao gồm tiêu chuẩn Jury và Routh-Hurwitz mở rộng. Các kiến thức này giúp người học đánh giá và cải thiện hiệu suất của hệ thống điều khiển.

III. Cấu trúc hệ thống điều khiển

Giáo trình đi sâu vào cấu trúc hệ thống điều khiển, bao gồm các cấu trúc trực tiếp, song song, và xếp tầng. Các cấu trúc này được trình bày chi tiết, giúp người học hiểu rõ cách xây dựng và tối ưu hóa các bộ điều khiển số. Giáo trình cũng đề cập đến thuật giải mô tả các bộ điều khiển số, một công cụ quan trọng trong thiết kế hệ thống điều khiển.

3.1. Các loại hệ thống điều khiển

Giáo trình phân loại các loại hệ thống điều khiển dựa trên cấu trúc và phương pháp điều khiển. Các hệ thống điều khiển số được phân tích từ đơn giản đến phức tạp, giúp người học có cái nhìn tổng quan về các loại hệ thống và cách thức hoạt động của chúng.

3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển được giải thích chi tiết trong giáo trình, từ quy trình lấy mẫu tín hiệu đến việc xử lý tín hiệu số. Giáo trình cũng đề cập đến các khâu giữ mẫu và biến đổi Z, giúp người học hiểu rõ cách thức hệ thống điều khiển số xử lý và điều khiển các tín hiệu đầu vào.