[HaiAu2005]

Nội dung cuốn "Advanced Control Engineering":

Công nghệ điều khiển nâng cao
(Advanced Control Engineering)
Tác giả: Roland S. Burns, Giáo sư công nghệ điều khiển
Khoa cơ khí và công nghệ hàng hải
Đại học Plymouth, UK
(433 trang)

Mục lục
Lời nói đầu và lời cảm tạ

Chương 1 Giới thiệu công nghệ điều khiển
1.1 Khái quát lịch sử
1.2 Cơ sở hệ thống điều khiển
1.2.1 Khái niệm hệ thống
1.2.2 Hệ thống vòng mở
1.2.3 Hệ thống vòng kín
1.3 Ví dụ hệ thống điều khiển
1.3.1 Hệ thống điều khiển nhiệt độ trong phòng
1.3.2 Điều khiển nâng máy bay
1.3.3 Công cụ máy điều khiển số bằng máy tính (CNC)
1.3.4 Hệ thống điều khiển tự động tàu thủy
1.4 Tóm tắt
1.4.1 Thiết kế hệ thống điều khiển

Chương 2 Mô hình hóa hệ thống
2.1 Mô hình toán học
2.2 Mô hình toán học đơn giản của xe ô tô
2.3 Mô hình toán học phức tạp
2.3.1 Phương trình vi phân có hệ số không đổi
2.4 Mô hình toán hệ cơ học
2.4.1 Độ cứng trong hệ cơ học
2.4.2 Giảm lắc trong hệ cơ học
2.4.3 Trọng lượng trong hệ cơ học
2.5 Mô hình toán học hệ điện
2.6 Mô hình toán học hệ nhiệt
2.6.1 Nhiệt trở RT
2.6.2 Nhiệt dung CT
2.7 Mô hình toán học hệ thống chất lỏng
2.7.1 Tuyến tính hóc hàm phi tuyến tính cho những nhiễu loạn nhỏ
2.8 Bài tập bổ sung

Chương 3 Giải tích trong miền thời gian
3.1 Giới thiệu
3.2 Biến đổi Laplace
3.2.1 Biến đổi Laplace của những hàm số phổ biến
3.2.2 Tính chất của biến đổi Laplace
3.2.3 Biến đổi Laplace ngược
3.2.4 Khai triển phân thức phổ biến
3.3 Hàm truyền
3.4 Những hàm tín hiệu vào miền thời gian phổ biến
3.4.1 Hàm xung (impulse)
3.4.2 Hàm bước (step)
3.4.3 Hàm tăng dốc (ramp)
3.4.4. Hàm parabolic (parabolic)
3.5 Đáp ứng miền thời gian của hệ thống bậc nhất
3.5.1 Dạng tiêu chuẩn (chính tắc)
3.5.2 Đáp ứng xung của hệ bậc nhất
3.5.3 Đáp ứng bước của hệ bậc nhất
3.5.4 Xácy định hằng số thời gian thực nghiệm bằng đáp ứng bước
3.5.5 Đáp ứng tăng dốc của hệ bậc nhất
3.6 Đáp ứng miền thời gian của hệ bậc hai
3.6.1 Dạng tiêu chuẩn (chính tắc)
3.6.2 Nghiệm số của phương trình đặc trưng và mối quan hệ tới giảm lắc trong hệ bậc hai
3.6.3 Giảm lắc tới hạn và hệ số giảm lắc
3.6.4 Đáp ứng hệ thống bậc hai tổng quát của tín hiệu vào dạng hàm bước đơn vị
3.7 Giải tích đáp ứng bước và thông số kỹ thuật đặc tính
3.8 Đáp ứng của hệ bậc cao
3.9 Bài tập bổ sung

Chương 4 Hệ thống điều khiển vòng kín
4.1 Hàm truyền vòng kín
4.2 Rút gọn sơ đồ khối
4.2.1 Hệ thống điều khiển đa vòng
4.2.2 Giải sơ đồ khối
4.3 Hệ thống có nhiều tín hiệu vào
4.3.1 Nguyên lý chồng chất
4.4 Hàm truyền cho các thành phần hệ thống
4.4.1 Động cơ servo một chiều
4.4.2 Bộ phát động thủy lực tuyến tính
4.5 Bộ điều khiển cho hệ thống vòng kín
4.5.1 Bài toán điều khiển tổng quát
4.5.2 Điều khiển tỷ lệ
4.5.2 Điều khiển tỷ lệ tích phân (PI)
4.5.3 Điều khiển tỷ lệ tích phân vi phân (PID)
4.5.5 Phương pháp Ziegler-Nichols điều hưởng bộ điều khiển PID
4.5.6 Điều khiển tỷ lệ vi phân (PD)
4.6 Những ví dụ nghiên cứu trường hợp
4.7 Bài tập bổ sung

Chương 5 Thiết kế điều khiển cổ điển trong mặt phẳng s
5.1 Tính ổn định của hệ thống động
5.1.1 Tính ổn định và nghiệm của phương trình đặc trưng
5.2 Tiêu chuẩn ổn định Routh-Hurwitz
5.2.1 Giá trị cựa đại của hằng số khuếch đại vòng kín đối với tính ổn định của hệ vòng kín
5.2.2 Trường hợp đặc biệt của mảng Routh
5.3 Giải tích quỹ tích nghiệm
5.3.1 Điểm cực và điểm không hệ thống
5.3.2 Phương pháp quỹ tích nghiệm
5.3.3 Trường hợp tổng quát cho hệ thống bậc hai kém giảm lắc
5.3.4 Những quy tắc để vẽ quỹ tích nghiệm
5.3.5 Quy tắc vẽ quỹ tích nghiệm
5.4 Thiết kế điều khiển trong mặt phẳng s
5.4.1 Thiết kế bộ bù
5.5 Bài tập bổ sung

Chương 6 Thiết kế điều khiển cổ điển trong miền tần số
6.1 Giải tích trong miền tần số
6.2 Tiếp cận tần số phức
6.2.1 Đặc tính đáp ứng tần số của hệ bậc nhất
6.2.2 Đặc tính đáp ứng tần số của hệ bậc hai
6.3 Đồ thị Bode
6.3.1 Tổng các thành phần hệ thống trong đồ thị Bode
6.3.2 Phép tính xấp xỉ tiệm cận trong đồ thị Bode
6.4 Tính ổn định trong miền tần số
6.4.1 Ánh xạ hình thể và Định lý Cauchy
6.4.2 Tiêu chuẩn ổn định Nyquist
6.5 Quan hệ giữa đáp ứng tần số vòng mở và vòng kín
6.5.1 Đáp ứng tần số vòng kín
6.6 Thiết kế bộ bù trong miền tần số
6.7 Quan hệ giữa đáp ứng tần số và đáp ứng thời gian cho hệ thống vòng kín
6.8 Bài tập bổ sung

Chương 7 Thiết kế hệ thống điều khiển số
7.1 Điều khiển dùng bộ vi xử lý
7.2 Định lý lấy mẫu Shannon
7.3 Lấy mẫu lý tưởng
7.4 Biến đổi Z
7.4.1 Biến đổi Z ngược
7.4.2 Hàm truyền xung số
7.4.3 Hàm truyền xung số vòng kín
7.5 Hệ thống điều khiển số
7.6 Tính ổn định trong mặt phẳng Z
7.6.1 Ánh xạ của mặt phẳng s lên mặt phẳng Z
7.6.2 Kiểm tra ổn định Jury
7.6.3 Giải tích quỹ tích nghiệm trong mặt phẳng Z
7.6.4 Những quy tắc vẽ quỹ tích nghiệm
7.7 Thiết kế bộ bù số
7.7.1 Những loại bộ bù số
7.7.2 Thiết kế bộ bù số dùng gán cực
7.8 Bài tập bổ sung

Chương 8 Phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển không gian trạng thái
8.1 Tiếp cận không gian trạng thái
8.1.1 Khái niệm trạng thái
8.1.2 Phương trình vi phân véc tơ trạng thái
8.1.3 Phương trình trạng thái từ hàm truyền
8.2 Nghiệm của phương trình vi phân véc tơ trạng thái
8.2.1 Nghiệm nhất thời từ tập hợp điều kiện ban đầu
8.3 Nghiệm thời gian rời rạc (xung số) của phương trình vi phân véc tơ trạng thái
8.4 Điều khiển hệ thống đa biến
8.4.1 Tính điều khiển và tính quan sát
8.4.2 Thiết kế phản hồi biến số trạng thái
8.4.3 Bộ quan sát trạng thái
8.4.4 Ảnh hưởng của bộ quan sát trạng thái bậc đầy đủ tới hệ thống vòng kín
8.4.5 Bộ quan sát trạng thái bậc thu gọn
8.5 Bài tập bổ sung

Chương 9 Thiết kế hệ thống điều khiển tối ưu và bền vững
9.1 Khái quát điều khiển tối ưu
9.1.1 Các dạng bài toán điều khiển tối ưu
9.1.2 Lựa chọn chỉ số đặc tính
9.2 Bộ điều chỉnh bình phương tuyến tính (LQ)
9.2.1 Dạng liên tục
9.2.2 Dạng rời rạc (xung số)
9.3 Bài toán truy theo bình phương tuyến tính
9.3.1 Dạng liên tục
9.3.2 Dạng rời rạc (xung số)
9.4 Bộ lọc Kalman
9.4.1 Quá trính ước tính trạng thái
9.4.2 Bài toán ước tính một biến số bằng bộ lọc Kalman
9.4.3 Bài toán ước tính trạng thái đa biến số bằng bộ lọc Kalman
9.5 Thiết kế hệ thống điều khiển Gaussian bình phương tuyến tính (LQG)
9.6 Điều khiển bền vững
9.6.1 Giới thiệu
9.6.2 Điều khiển phản hồi cổ điển
9.6.3 Điều khiển mô hình nội (IMC)
9.6.4 Đặc tính điều khiển mô hình nội
9.6.5 Tính không chắc chắn mô hình có cấu trúc và không có cấu trúc
9.6.6 Tín hiệu vào hệ thống tiêu chuẩn hóa
9.7 Điều khiển tối ưu H2 và H vô cực
9.7.1 Điều khiển tối ưu H2 bình phương tuyến tính
9.7.2 Điều khiển tối ưu H vô cực
9.8 Tính ổn định bền vững và đặc tính bền vững
9.8.1 Tính ổn định bền vững
9.8.2 Đặc tính bền vững
9.9 Điều khiển bền vững đa biến số
9.9.1 Phương trình hệ thống (Plant equations)
9.9.2 Định hình vòng giá trị đơn
9.9.3 Điều khiển bền vững H2 và H vô cực đa biến số
9.9.4 Tiếp cận độ nhạy cảm cố định có gia trọng
9.10 Bài tập bổ sung

Chương 10 Thiết kế hệ thống điều khiển thông minh
10.1 Hệ thống điều khiển thông minh
10.1.1 Trí thông minh trong máy móc
10.1.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển
10.2 Hệ thống điều khiển lơ gíc mờ
10.2.1 Lý thuyết tập mờ
10.2.2 Những phép toán tập mờ cơ bản
10.2.3 Những quan hệ mờ
10.2.4 Điều khiển lô gíc mờ
10.2.5 Điều khiển lô gíc mờ tự tổ chức
10.3 Hệ thống điều khiển mạng nơ ron
10.3.1 Mạng nơ ron nhân tạo
10.3.2 Phép toán một nơ ron nhân tạo đơn
10.3.3 Kiến trúc mạng
10.3.4 Học tập trong mạng nơ ron
10.3.5 Sự truyền ngược
10.3.6 Ứng dụng mạng nơ ron vào mô hình hóa, ước lượng và điều khiển
10.3.7 Điều khiển mờ nơ ron
10.4 Thuật toán gien và ứng dụng thiết kế hệ thống điều khiển
10.4.1 Những kỹ thuật thiết kế tiến hóa
10.4.2 Thuật toán gien
10.4.3 Chiến lược tìm kiếm thay thế
10.5 Bài tập bổ sung

Phụ lục 1 Thiết kế hệ thống điều khiển dùng MATLAB
Phụ lục 2 Đại số tuyến tính (ma trận)

Tài liệu tham khảo và đọc thêm
Bảng danh mục

---
H.A.