Đề 4 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Lý thuyết điều khiển tự động

1. Hệ thống điều khiển vòng hở khác biệt cơ bản so với hệ thống điều khiển vòng kín ở điểm nào?

A. Hệ thống vòng hở có cấu trúc phức tạp hơn.

B. Hệ thống vòng hở sử dụng tín hiệu phản hồi để hiệu chỉnh.

C. Hệ thống vòng hở không sử dụng tín hiệu phản hồi để hiệu chỉnh.

D. Hệ thống vòng hở có độ chính xác cao hơn trong mọi điều kiện.

2. Chức năng chính của bộ điều khiển (Controller) trong hệ thống điều khiển vòng kín là gì?

A. Đo lường và thu thập thông tin từ đối tượng.

B. So sánh tín hiệu đặt và tín hiệu phản hồi, tạo tín hiệu điều khiển.

C. Tác động trực tiếp lên đối tượng điều khiển.

D. Đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống.

3. Trong hệ thống điều khiển tự động, bộ phận nào chịu trách nhiệm trực tiếp tác động lên đối tượng điều khiển để tạo ra sự thay đổi mong muốn?

A. Bộ cảm biến (Sensor)

B. Bộ điều khiển (Controller)

C. Bộ chấp hành (Actuator)

D. Bộ xử lý trung tâm (Processor)

4. Hệ thống điều khiển nào sau đây có khả năng tự học hỏi và cải thiện hiệu suất theo thời gian dựa trên kinh nghiệm hoạt động?

A. Hệ thống điều khiển PID

B. Hệ thống điều khiển mờ (Fuzzy)

C. Hệ thống điều khiển thích nghi (Adaptive)

D. Hệ thống điều khiển logic

5. Trong miền tần số, `độ dự trữ biên` (gain margin) và `độ dự trữ pha` (phase margin) được sử dụng để đánh giá điều gì của hệ thống điều khiển vòng kín?

A. Độ chính xác của hệ thống.

B. Độ ổn định tương đối của hệ thống.

C. Tốc độ đáp ứng của hệ thống.

D. Sai số xác lập của hệ thống.

6. Trong phân tích ổn định hệ thống điều khiển tuyến tính, tiêu chuẩn Routh-Hurwitz được sử dụng để xác định điều gì?

A. Đáp ứng quá độ của hệ thống.

B. Sai số xác lập của hệ thống.

C. Số lượng nghiệm nằm bên phải mặt phẳng phức của phương trình đặc trưng.

D. Độ lợi biên và pha biên của hệ thống.

7. Thời gian quá độ (rise time) trong đáp ứng quá độ của hệ thống điều khiển thường được định nghĩa là gì?

A. Thời gian từ khi bắt đầu đáp ứng đến khi đạt 100% giá trị xác lập.

B. Thời gian từ khi bắt đầu đáp ứng đến khi đạt 50% giá trị xác lập.

C. Thời gian cần thiết để đáp ứng tăng từ 10% đến 90% giá trị xác lập.

D. Thời gian từ khi có nhiễu đến khi hệ thống khôi phục trạng thái ổn định.

8. Hàm truyền đạt (transfer function) của một hệ thống tuyến tính, bất biến theo thời gian (LTI) mô tả mối quan hệ giữa yếu tố nào?

A. Tín hiệu vào và tín hiệu trạng thái.

B. Tín hiệu vào và tín hiệu ra.

C. Tín hiệu trạng thái và tín hiệu ra.

D. Tín hiệu nhiễu và tín hiệu ra.

9. Bộ điều khiển `bù sớm pha` (lead compensator) thường được sử dụng để cải thiện đặc tính nào của hệ thống điều khiển?

A. Giảm sai số xác lập.

B. Tăng độ dự trữ pha và cải thiện đáp ứng quá độ.

C. Giảm độ lợi tĩnh của hệ thống.

D. Bù nhiễu tần số thấp.

10. Khái niệm `hệ thống ổn định` trong lý thuyết điều khiển tự động có nghĩa là gì?

A. Hệ thống luôn đạt được giá trị đặt mong muốn.

B. Hệ thống không bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

C. Đáp ứng của hệ thống bị giới hạn khi đầu vào bị giới hạn.

D. Hệ thống có đáp ứng nhanh nhất có thể.

11. Sai số xác lập (steady-state error) của hệ thống điều khiển là gì?

A. Sai lệch lớn nhất trong quá trình đáp ứng quá độ.

B. Sai lệch giữa tín hiệu đặt và tín hiệu đầu ra khi hệ thống đã đạt trạng thái ổn định.

C. Sai số do nhiễu tác động liên tục lên hệ thống.

D. Sai số do độ trễ thời gian trong hệ thống.

12. Khái niệm `tín hiệu phản hồi` (feedback signal) đóng vai trò quan trọng nhất trong loại hệ thống điều khiển nào?

A. Hệ thống điều khiển tuần tự

B. Hệ thống điều khiển vòng hở

C. Hệ thống điều khiển vòng kín

D. Hệ thống điều khiển thích nghi

13. Trong hệ thống điều khiển robot, `động học thuận` (forward kinematics) giải quyết bài toán gì?

A. Tính toán vị trí và hướng của công cụ cuối từ giá trị khớp.

B. Tính toán giá trị khớp cần thiết để đạt vị trí và hướng mong muốn của công cụ cuối.

C. Điều khiển vận tốc và gia tốc của robot.

D. Lập kế hoạch đường đi tối ưu cho robot.

14. Biểu đồ Bode (Bode plot) thể hiện mối quan hệ giữa yếu tố nào của hệ thống điều khiển và tần số?

A. Vị trí các nghiệm và tần số.

B. Độ lợi và pha của hệ thống theo tần số.

C. Sai số xác lập và tần số.

D. Đáp ứng quá độ và tần số.

15. Thành phần `vi phân` (Derivative - D) trong bộ điều khiển PID có tác dụng chính là gì?

A. Tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống.

B. Giảm sai số xác lập.

C. Hạn chế độ vọt lố và cải thiện tính ổn định.

D. Bù nhiễu tần số cao.

16. Đâu là ưu điểm nổi bật của hệ thống điều khiển vòng kín so với hệ thống điều khiển vòng hở?

A. Cấu trúc đơn giản và dễ xây dựng hơn.

B. Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn.

C. Khả năng tự động điều chỉnh và bù sai lệch do nhiễu hoặc thay đổi tham số.

D. Hoạt động nhanh chóng và không cần thời gian thiết lập.

17. Đâu là mục tiêu chính của việc thiết kế bộ điều khiển PID trong hệ thống điều khiển vòng kín?

A. Giảm thiểu độ phức tạp của hệ thống.

B. Tăng cường độ bền cơ học của hệ thống.

C. Cải thiện đáp ứng quá độ và giảm sai số xác lập.

D. Giảm chi phí năng lượng vận hành hệ thống.

18. Phản hồi âm (negative feedback) thường được sử dụng trong hệ thống điều khiển vòng kín với mục đích chính là gì?

A. Tăng cường độ lợi của hệ thống.

B. Ổn định hệ thống và giảm sai lệch.

C. Làm cho hệ thống phản ứng nhanh hơn.

D. Giảm độ phức tạp của hệ thống.

19. Phép biến đổi Z (Z-transform) được sử dụng trong phân tích hệ thống điều khiển nào?

A. Hệ thống điều khiển liên tục.

B. Hệ thống điều khiển phi tuyến.

C. Hệ thống điều khiển rời rạc.

D. Hệ thống điều khiển thích nghi.

20. Trong sơ đồ khối (block diagram) của hệ thống điều khiển, các khối chức năng thường được kết nối với nhau theo phương pháp nào để biểu diễn dòng tín hiệu?

A. Kết nối song song.

B. Kết nối nối tiếp.

C. Kết nối phản hồi.

D. Kết hợp nối tiếp, song song và phản hồi.

21. Trong hệ thống điều khiển số (digital control system), quá trình `rời rạc hóa` (discretization) được thực hiện nhằm mục đích gì?

A. Tăng độ chính xác của hệ thống.

B. Biến đổi hệ thống liên tục thành hệ thống rời rạc để thực hiện bằng máy tính số.

C. Giảm độ phức tạp của hệ thống.

D. Cải thiện đáp ứng tần số cao của hệ thống.

22. Ưu điểm chính của phương pháp mô tả hệ thống bằng phương trình trạng thái so với hàm truyền đạt là gì?

A. Đơn giản và dễ tính toán hơn.

B. Mô tả được hệ thống phi tuyến.

C. Mô tả được hệ thống nhiều đầu vào - nhiều đầu ra (MIMO).

D. Cho phép phân tích ổn định dễ dàng hơn.

23. Bộ điều khiển `bù trễ pha` (lag compensator) thường được sử dụng để cải thiện đặc tính nào của hệ thống điều khiển?

A. Tăng tốc độ đáp ứng.

B. Giảm sai số xác lập ở tần số thấp.

C. Tăng độ dự trữ pha.

D. Giảm độ vọt lố.

24. Phương pháp `quỹ đạo nghiệm số` (Root Locus) trong lý thuyết điều khiển tự động dùng để khảo sát sự thay đổi của yếu tố nào khi một tham số hệ thống biến đổi?

A. Đáp ứng tần số của hệ thống.

B. Sai số xác lập của hệ thống.

C. Vị trí các nghiệm của phương trình đặc trưng.

D. Độ lợi tĩnh của hệ thống.

25. Thành phần `tích phân` (Integral - I) trong bộ điều khiển PID có vai trò chính trong việc giảm loại sai số nào?

A. Sai số do nhiễu ngẫu nhiên.

B. Sai số xác lập (steady-state error).

C. Sai số do đáp ứng quá độ chậm.

D. Sai số do độ lợi hệ thống không đủ lớn.

26. Bộ giữ bậc không (Zero-Order Hold - ZOH) được sử dụng trong hệ thống điều khiển số với mục đích chính là gì?

A. Lọc nhiễu tần số cao.

B. Khôi phục tín hiệu liên tục từ tín hiệu rời rạc.

C. Rời rạc hóa tín hiệu liên tục.

D. Giảm độ trễ trong hệ thống.

27. Độ vọt lố (overshoot) trong đáp ứng quá độ của hệ thống bậc hai thường liên quan mật thiết đến thông số nào?

A. Thời gian hằng số của hệ thống.

B. Hệ số tắt dần (damping ratio).

C. Độ lợi tĩnh của hệ thống.

D. Bậc của hệ thống.

28. Phương trình trạng thái (state-space representation) mô tả hệ thống điều khiển bằng cách sử dụng các biến nào?

A. Biến vào và biến ra.

B. Biến trạng thái, biến vào và biến ra.

C. Biến trạng thái và biến nhiễu.

D. Biến ra và biến nhiễu.

29. Hệ thống điều khiển `bậc nhất` (first-order system) được đặc trưng bởi điều gì?

A. Có hai nghiệm phức liên hợp.

B. Có một nghiệm thực.

C. Đáp ứng có dạng dao động.

D. Có sai số xác lập bằng không với tín hiệu bậc thang.

30. Hệ thống điều khiển `bậc hai` (second-order system) với hệ số tắt dần (damping ratio) nhỏ hơn 1 thường có đặc điểm gì trong đáp ứng?

A. Đáp ứng không dao động và chậm.

B. Đáp ứng dao động tắt dần.

C. Đáp ứng dao động duy trì biên độ không đổi.

D. Đáp ứng ổn định tuyệt đối và không có vọt lố.