Đề 12 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Lý thuyết điều khiển tự động

1. Trong lý thuyết điều khiển tự động, `tín hiệu nhiễu` (disturbance signal) thường được mô hình hóa như thế nào?

A. Tín hiệu đầu vào mong muốn.

B. Tín hiệu không mong muốn tác động lên hệ thống, gây sai lệch so với mục tiêu điều khiển.

C. Tín hiệu phản hồi từ đầu ra.

D. Tín hiệu điều khiển.

2. Phương trình trạng thái (state-space representation) mô tả hệ thống điều khiển dưới dạng nào?

A. Một hàm truyền duy nhất.

B. Một tập hợp các phương trình vi phân bậc nhất.

C. Một sơ đồ khối.

D. Một bảng giá trị tần số.

3. Mục đích của việc `tuyến tính hóa` (linearization) hệ thống phi tuyến là gì?

A. Để hệ thống phi tuyến trở thành hệ thống vòng hở.

B. Để có thể áp dụng các công cụ phân tích và thiết kế hệ thống tuyến tính cho hệ thống phi tuyến trong vùng hoạt động nhỏ.

C. Để tăng độ phức tạp của hệ thống phi tuyến.

D. Để loại bỏ hoàn toàn tính phi tuyến của hệ thống.

4. Tính `điều khiển được` (controllability) của một hệ thống trạng thái cho biết điều gì?

A. Khả năng đo lường tất cả các trạng thái của hệ thống.

B. Khả năng đưa hệ thống từ một trạng thái ban đầu bất kỳ đến trạng thái mong muốn trong một khoảng thời gian hữu hạn bằng cách sử dụng tín hiệu điều khiển.

C. Độ ổn định của hệ thống khi không có tín hiệu điều khiển.

D. Tốc độ đáp ứng của hệ thống đối với tín hiệu đầu vào.

5. Khái niệm `điều khiển tối ưu` (optimal control) trong lý thuyết điều khiển tự động tập trung vào điều gì?

A. Thiết kế bộ điều khiển đơn giản nhất có thể.

B. Tìm bộ điều khiển sao cho một hàm mục tiêu (cost function) đạt giá trị tối ưu (nhỏ nhất hoặc lớn nhất).

C. Đảm bảo hệ thống hoạt động ở chế độ vòng hở.

D. Tăng độ phức tạp của hệ thống điều khiển.

6. Chức năng truyền đạt (transfer function) của một hệ thống tuyến tính bất biến theo thời gian (LTI) được định nghĩa là gì?

A. Tỷ số giữa tín hiệu đầu ra và tín hiệu đầu vào trong miền thời gian.

B. Tỷ số giữa biến đổi Laplace của tín hiệu đầu ra và biến đổi Laplace của tín hiệu đầu vào với điều kiện đầu bằng không.

C. Tích phân của tín hiệu đầu vào.

D. Đạo hàm của tín hiệu đầu ra.

7. Trong lý thuyết điều khiển tự động, `hệ thống phi tuyến` (nonlinear system) khác biệt cơ bản so với `hệ thống tuyến tính` (linear system) ở điểm nào?

A. Hệ thống phi tuyến luôn ổn định hơn hệ thống tuyến tính.

B. Hệ thống phi tuyến không tuân theo nguyên lý chồng chất.

C. Hệ thống phi tuyến dễ phân tích và thiết kế hơn hệ thống tuyến tính.

D. Hệ thống phi tuyến chỉ hoạt động trong miền thời gian.

8. Hệ thống điều khiển разомкнутой (open-loop) có nhược điểm lớn nhất là gì?

A. Cấu trúc phức tạp.

B. Độ chính xác cao.

C. Không có khả năng bù trừ nhiễu và sai số hệ thống.

D. Giá thành cao.

9. Hệ thống điều khiển разомкнутой (open-loop) thường được ưu tiên sử dụng trong trường hợp nào?

A. Khi yêu cầu độ chính xác đầu ra cao.

B. Khi nhiễu tác động lên hệ thống là đáng kể.

C. Khi mô hình hệ thống đối tượng không chắc chắn.

D. Khi hệ thống đối tượng ít chịu ảnh hưởng của nhiễu và dễ mô hình hóa.

10. Hệ thống điều khiển có hồi tiếp âm (negative feedback) thường được sử dụng phổ biến vì lý do chính nào?

A. Tăng độ nhạy của hệ thống với nhiễu.

B. Giảm độ ổn định của hệ thống.

C. Cải thiện độ ổn định và giảm độ nhạy của hệ thống với các thay đổi thông số và nhiễu.

D. Tăng sai số xác lập.

11. Độ lợi DC (DC gain) của một hệ thống tuyến tính là giá trị của hàm truyền đạt tại tần số nào?

A. Tần số vô cùng lớn.

B. Tần số bằng 1 rad/s.

C. Tần số bằng 0.

D. Tần số góc cắt.

12. Phương pháp điều khiển thích nghi (adaptive control) được sử dụng khi nào?

A. Khi hệ thống đối tượng là tuyến tính và bất biến theo thời gian.

B. Khi các thông số của hệ thống đối tượng thay đổi hoặc chưa biết trước.

C. Khi không yêu cầu độ chính xác cao.

D. Khi nhiễu tác động lên hệ thống là không đáng kể.

13. Khâu vi phân (Derivative - D controller) trong bộ điều khiển PID có tác dụng chính là gì?

A. Loại bỏ sai số xác lập.

B. Giảm độ vọt lố và cải thiện đáp ứng quá độ.

C. Tăng độ ổn định của hệ thống trong trạng thái xác lập.

D. Tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống.

14. Hệ thống điều khiển vòng hở (open-loop control system) có đặc điểm cơ bản nào sau đây?

A. Tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào tín hiệu đầu ra.

B. Không có cơ chế phản hồi.

C. Độ chính xác cao trong mọi điều kiện.

D. Khả năng tự động điều chỉnh sai lệch.

15. Hệ thống điều khiển số (digital control system) khác biệt với hệ thống điều khiển tương tự (analog control system) chủ yếu ở khía cạnh nào?

A. Hệ thống số không sử dụng máy tính.

B. Hệ thống số xử lý tín hiệu rời rạc trong thời gian.

C. Hệ thống số luôn có độ chính xác cao hơn hệ thống tương tự.

D. Hệ thống số không bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

16. Độ dự trữ pha (phase margin) và độ dự trữ biên (gain margin) là các chỉ tiêu đánh giá điều gì của hệ thống điều khiển?

A. Độ chính xác của hệ thống.

B. Độ ổn định tương đối của hệ thống.

C. Sai số xác lập của hệ thống.

D. Tốc độ đáp ứng của hệ thống.

17. Tính `quan sát được` (observability) của một hệ thống trạng thái cho biết điều gì?

A. Khả năng điều khiển tất cả các trạng thái của hệ thống.

B. Khả năng xác định trạng thái ban đầu của hệ thống từ các phép đo đầu ra trong một khoảng thời gian hữu hạn.

C. Độ ổn định của hệ thống khi có tín hiệu điều khiển.

D. Sai số xác lập của hệ thống.

18. Hệ thống điều khiển vòng kín (closed-loop control system) có ưu điểm nổi bật nào so với hệ thống vòng hở?

A. Cấu trúc đơn giản và dễ thiết kế hơn.

B. Giá thành thấp hơn.

C. Khả năng giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu và sai số hệ thống.

D. Không yêu cầu thông tin phản hồi từ đầu ra.

19. Tín hiệu `sai số` (error signal) trong hệ thống điều khiển vòng kín được tính toán như thế nào?

A. Tổng của tín hiệu đầu vào tham chiếu và tín hiệu đầu ra.

B. Hiệu giữa tín hiệu đầu vào tham chiếu và tín hiệu đầu ra.

C. Tích của tín hiệu đầu vào tham chiếu và tín hiệu đầu ra.

D. Đạo hàm của tín hiệu đầu ra.

20. Trong lý thuyết điều khiển tự động, thuật ngữ `quá trình quá độ` (transient response) mô tả giai đoạn nào của đáp ứng hệ thống?

A. Giai đoạn khi hệ thống đã đạt trạng thái ổn định.

B. Giai đoạn ban đầu, khi hệ thống phản ứng với tín hiệu đầu vào và chuyển từ trạng thái ban đầu sang trạng thái xác lập.

C. Giai đoạn khi hệ thống chịu tác động của nhiễu liên tục.

D. Giai đoạn khi tín hiệu đầu vào không thay đổi.

21. Bộ lọc Kalman (Kalman filter) thường được sử dụng để làm gì trong hệ thống điều khiển?

A. Thiết kế bộ điều khiển PID.

B. Ước lượng trạng thái của hệ thống từ các phép đo bị nhiễu.

C. Phân tích độ ổn định của hệ thống.

D. Cải thiện sai số xác lập.

22. Tiêu chuẩn ổn định Routh-Hurwitz được sử dụng để xác định điều gì về hệ thống điều khiển tuyến tính?

A. Sai số xác lập của hệ thống.

B. Độ ổn định tuyệt đối của hệ thống.

C. Thời gian quá độ của hệ thống.

D. Đáp ứng tần số của hệ thống.

23. Sai số xác lập (steady-state error) trong hệ thống điều khiển vòng kín được định nghĩa là gì?

A. Sai lệch lớn nhất của tín hiệu đầu ra so với giá trị mong muốn trong quá trình quá độ.

B. Sai lệch của tín hiệu đầu ra so với giá trị mong muốn khi thời gian tiến tới vô cùng.

C. Tốc độ thay đổi của tín hiệu đầu ra.

D. Tổng sai lệch giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra.

24. Khâu tích phân (Integral - I controller) trong bộ điều khiển PID có tác dụng chính là gì?

A. Giảm độ vọt lố.

B. Tăng tốc độ đáp ứng.

C. Loại bỏ sai số xác lập đối với tín hiệu đầu vào bậc thang.

D. Ổn định hệ thống nhanh hơn.

25. Trong sơ đồ khối hệ thống điều khiển, khối `bộ điều khiển` (controller) thường được đặt ở vị trí nào?

A. Sau khối đối tượng điều khiển (plant).

B. Trước khối đối tượng điều khiển (plant) và sau bộ so sánh (comparator).

C. Trong vòng phản hồi.

D. Song song với khối đối tượng điều khiển.

26. Mục tiêu chính của việc thiết kế bộ điều khiển trong lý thuyết điều khiển tự động là gì?

A. Tối đa hóa chi phí hệ thống.

B. Đảm bảo hệ thống hoạt động ở trạng thái vòng hở.

C. Đạt được các yêu cầu về hiệu suất hệ thống như độ ổn định, độ chính xác, và tốc độ đáp ứng.

D. Giảm thiểu độ phức tạp của hệ thống.

27. Biểu đồ Bode biên và Bode pha được sử dụng để phân tích hệ thống điều khiển trong miền nào?

A. Miền thời gian.

B. Miền tần số.

C. Miền s-phức.

D. Miền z.

28. Bộ điều khiển PID lý tưởng có bao nhiêu tham số điều chỉnh?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

29. Phương pháp quỹ đạo nghiệm số (root locus) được sử dụng để phân tích ảnh hưởng của yếu tố nào đến vị trí các nghiệm của phương trình đặc trưng?

A. Tín hiệu nhiễu tác động lên hệ thống.

B. Độ lợi vòng hở của hệ thống.

C. Điều kiện ban đầu của hệ thống.

D. Loại tín hiệu đầu vào.

30. Khâu tỷ lệ (Proportional - P controller) trong bộ điều khiển PID có tác dụng chính là gì?

A. Loại bỏ sai số xác lập.

B. Giảm thời gian quá độ.

C. Cải thiện độ ổn định của hệ thống.

D. Tạo ra tín hiệu điều khiển tỷ lệ với sai số hiện tại.