Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Lý thuyết điều khiển tự động – Đề 11

1. Điều gì xảy ra với độ ổn định của hệ thống khi tăng hệ số khuếch đại vòng hở (open-loop gain) quá mức?

A. Độ ổn định của hệ thống luôn tăng lên.

B. Hệ thống có xu hướng trở nên kém ổn định hơn hoặc thậm chí mất ổn định.

C. Không có ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định.

D. Hệ thống trở nên nhanh hơn nhưng vẫn ổn định.

2. Khái niệm 'hàm truyền đạt' (Transfer function) trong lý thuyết điều khiển tự động mô tả điều gì?

A. Mối quan hệ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra của hệ thống trong miền thời gian.

B. Độ lợi tĩnh của hệ thống khi tín hiệu vào là hằng số.

C. Mối quan hệ giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào của hệ thống trong miền Laplace (miền tần số phức).

D. Phản ứng của hệ thống đối với tín hiệu bước nhảy đơn vị.

3. Loại hệ thống điều khiển nào sử dụng mô hình toán học của hệ thống để dự đoán trạng thái và điều khiển hệ thống một cách tối ưu?

A. Điều khiển kinh nghiệm.

B. Điều khiển tối ưu và điều khiển dự đoán mô hình (Model Predictive Control - MPC).

C. Điều khiển mờ.

D. Điều khiển thích nghi.

4. Bộ lọc Kalman (Kalman filter) là một thuật toán quan trọng trong lý thuyết điều khiển, chủ yếu được sử dụng để làm gì?

A. Thiết kế bộ điều khiển PID.

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

C. Phân tích ổn định hệ thống phi tuyến.

D. Rời rạc hóa hệ thống liên tục.

5. Bộ điều khiển 'tỷ lệ - vi phân' (PD controller) thường được sử dụng để cải thiện khía cạnh nào của đáp ứng hệ thống so với chỉ sử dụng bộ điều khiển tỷ lệ (P controller)?

A. Loại bỏ sai số xác lập.

B. Giảm độ vọt lố và cải thiện độ ổn định.

C. Tăng tốc độ đáp ứng.

D. Cải thiện độ chính xác ở trạng thái ổn định.

6. Loại hệ thống nào sau đây thường được mô tả bằng phương trình vi phân tuyến tính bất biến theo thời gian (Linear Time-Invariant - LTI)?

A. Hệ thống điều khiển mờ.

B. Hệ thống phi tuyến.

C. Hệ thống tuyến tính.

D. Hệ thống thích nghi.

7. Sai số xác lập (Steady-state error) trong hệ thống điều khiển vòng kín là gì?

A. Sai số tức thời lớn nhất trong quá trình đáp ứng quá độ.

B. Sự khác biệt giữa giá trị mong muốn (tham chiếu) và giá trị đầu ra thực tế của hệ thống khi hệ thống đã đạt trạng thái ổn định.

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

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

8. Phần tử nào sau đây thường được sử dụng như một cảm biến (sensor) trong hệ thống điều khiển tự động để đo vị trí?

A. Động cơ bước (Stepper motor).

B. Bộ khuếch đại thuật toán (Operational amplifier).

C. Chiết áp (Potentiometer).

D. Rơ-le (Relay).

9. Đáp ứng quá độ (Transient response) của hệ thống bậc hai được mô tả bởi các thông số nào sau đây?

A. Độ lợi tĩnh và băng thông.

B. Thời gian quá độ, độ vọt lố, thời gian xác lập và tần số dao động.

C. Hệ số tắt dần và tần số tự nhiên không tắt dần.

D. Sai số xác lập và hệ số khuếch đại vòng hở.

10. Một hệ thống điều khiển được gọi là 'ổn định tuyệt đối' (absolutely stable) nếu...

A. Nó có sai số xác lập bằng không.

B. Nó ổn định với mọi giá trị dương của hệ số khuếch đại vòng hở.

C. Nó có tỷ số dự trữ pha và tỷ số dự trữ biên lớn.

D. Nó có đáp ứng nhanh và không vọt lố.

11. Trong thiết kế bộ điều khiển, 'tỷ số dự trữ pha' (Phase margin) và 'tỷ số dự trữ biên' (Gain margin) là các chỉ số quan trọng để đánh giá...

A. Độ chính xác của hệ thống ở trạng thái ổn định.

B. Độ ổn định tương đối của hệ thống vòng kín.

C. Tốc độ đáp ứng của hệ thống.

D. Khả năng loại bỏ nhiễu của hệ thống.

12. Trong hệ thống điều khiển PID, thành phần 'tỷ lệ' (Proportional - P) có tác dụng chính là gì?

A. Loại bỏ sai số xác lập.

B. Giảm thời gian quá độ và độ vọt lố.

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

D. Dự đoán sai số trong tương lai để điều khiển trước.

13. Phương pháp điều khiển 'feedforward' (điều khiển bù nhiễu) được sử dụng để làm gì trong hệ thống điều khiển?

A. Ổn định hóa hệ thống.

B. Giảm ảnh hưởng của nhiễu hoặc các yếu tố gây nhiễu đã biết trước khi chúng tác động đến hệ thống.

C. Loại bỏ sai số xác lập.

D. Tăng tốc độ đáp ứng.

14. Bộ điều khiển tích phân (Integral controller - I) trong PID controller có chức năng chính nào để cải thiện hiệu suất hệ thống?

A. Giảm độ vọt lố.

B. Tăng tốc độ đáp ứng.

C. Loại bỏ sai số xác lập ở trạng thái ổn định.

D. Cải thiện độ ổn định tương đối.

15. Tiêu chí ổn định Routh-Hurwitz được sử dụng để làm gì trong lý thuyết điều khiển?

A. Thiết kế bộ điều khiển PID.

B. Xác định miền ổn định của hệ thống tuyến tính dựa trên vị trí nghiệm của phương trình đặc trưng.

C. Phân tích đáp ứng tần số của hệ thống.

D. Tính toán sai số xác lập của hệ thống.

16. Biểu đồ Nyquist được xây dựng dựa trên hàm truyền vòng hở (open-loop transfer function) G(s)H(s) và được sử dụng để xác định...

A. Đáp ứng thời gian của hệ thống vòng kín.

B. Độ ổn định của hệ thống vòng kín.

C. Sai số xác lập của hệ thống vòng hở.

D. Tính điều khiển được của hệ thống.

17. Trong phân tích miền tần số, biểu đồ Bode được sử dụng để thể hiện điều gì?

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

B. Đáp ứng thời gian của hệ thống đối với tín hiệu bước nhảy.

C. Biên độ và pha của hàm truyền đạt theo tần số.

D. Sự thay đổi của hệ số khuếch đại theo thời gian.

18. Phương pháp điều khiển 'phản hồi âm' (Negative feedback) được sử dụng phổ biến trong hệ thống điều khiển vòng kín vì lý do chính nào?

A. Làm tăng độ lợi của hệ thống.

B. Giảm độ nhạy của hệ thống đối với nhiễu và sự thay đổi thông số, đồng thời cải thiện độ ổn định và độ chính xác.

C. Đơn giản hóa thiết kế hệ thống.

D. Tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống.

19. Trong hệ thống điều khiển động cơ servo, bộ mã hóa vòng quay (rotary encoder) thường được sử dụng để cung cấp thông tin phản hồi về...

A. Dòng điện động cơ.

B. Điện áp động cơ.

C. Vị trí góc và tốc độ quay của động cơ.

D. Nhiệt độ động cơ.

20. Hệ thống điều khiển nào có khả năng tự điều chỉnh và duy trì đầu ra mong muốn ngay cả khi có nhiễu hoặc thay đổi thông số hệ thống?

A. Hệ thống điều khiển tuần tự.

B. Hệ thống điều khiển thích nghi.

C. Hệ thống điều khiển vòng hở.

D. Hệ thống điều khiển logic.

21. Khi nào thì hệ thống điều khiển vòng kín được coi là 'ổn định biên' (marginally stable)?

A. Khi tất cả các nghiệm của phương trình đặc trưng đều nằm bên trái mặt phẳng phức.

B. Khi có ít nhất một nghiệm của phương trình đặc trưng nằm trên trục ảo (trục jω) và không có nghiệm nào nằm bên phải mặt phẳng phức.

C. Khi có nghiệm của phương trình đặc trưng nằm bên phải mặt phẳng phức.

D. Khi hệ thống có đáp ứng nhanh và không có vọt lố.

22. Trong hệ thống điều khiển số (Digital control system), quá trình 'rời rạc hóa' (discretization) hàm truyền đạt liên tục được thực hiện để làm gì?

A. Để đơn giản hóa hàm truyền đạt.

B. Để có thể thực hiện điều khiển bằng máy tính hoặc bộ vi xử lý, vì máy tính hoạt động trong miền thời gian rời rạc.

C. Để cải thiện độ ổn định của hệ thống.

D. Để tăng băng thông của hệ thống.

23. Phương pháp 'quỹ đạo nghiệm số' (Root locus) giúp phân tích điều gì trong hệ thống điều khiển?

A. Đáp ứng tần số của hệ thống.

B. Sự thay đổi vị trí các nghiệm của phương trình đặc trưng khi một tham số hệ thống (thường là hệ số khuếch đại) thay đổi.

C. Sai số xác lập của hệ thống.

D. Độ ổn định của hệ thống vòng hở.

24. Trong lý thuyết điều khiển, 'tính điều khiển được' (Controllability) của một hệ thống trạng thái (state-space system) đề cập đến khả năng...

A. Đo lường tất cả các trạng thái của hệ thống.

B. Đưa hệ thống từ bất kỳ trạng thái ban đầu nào đến bất kỳ trạng thái cuối cùng mong muốn nào trong một khoảng thời gian hữu hạn bằng cách sử dụng tín hiệu điều khiển thích hợp.

C. Hệ thống tự động duy trì trạng thái ổn định.

D. Hệ thống phản ứng nhanh với tín hiệu điều khiển.

25. Trong hệ thống điều khiển, 'băng thông' (bandwidth) thường được định nghĩa là dải tần số mà tại đó...

A. Độ lợi của hệ thống đạt giá trị tối đa.

B. Pha của hệ thống thay đổi 180 độ.

C. Độ lợi của hệ thống giảm xuống 3dB so với giá trị độ lợi DC.

D. Hệ thống trở nên không ổn định.

26. Hệ thống điều khiển vòng hở (Open-loop control system) có đặc điểm chính nào sau đây?

A. Tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào tín hiệu ra của hệ thống.

B. Không có cơ chế phản hồi để điều chỉnh sai lệch.

C. Độ chính xác cao và ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

D. Luôn ổn định và dễ dàng thiết kế.

27. Trong lý thuyết điều khiển, 'tính quan sát được' (Observability) của một hệ thống trạng thái (state-space system) đề cập đến khả năng...

A. Điều khiển tất cả các trạng thái của hệ thống.

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

C. Hệ thống tự động quan sát môi trường bên ngoài.

D. Hệ thống có cảm biến đo lường tất cả các trạng thái.

28. Bộ điều khiển vi phân (Derivative controller - D) trong PID controller có tác dụng chính nào trong việc cải thiện đáp ứng của hệ thống?

A. Loại bỏ sai số xác lập.

B. Giảm độ vọt lố và cải thiện độ ổn định bằng cách dự đoán và chống lại sự thay đổi nhanh của sai số.

C. Tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống.

D. Cải thiện độ chính xác ở trạng thái ổn định.

29. Khái niệm 'điểm tới hạn' (critical point) trong tiêu chuẩn ổn định Nyquist tương ứng với giá trị nào trên mặt phẳng phức?

A. (0, 0).

B. (1, 0).

C. (-1, 0).

D. (0, -1).

30. Ưu điểm chính của hệ thống điều khiển trạng thái (State-space control) so với phương pháp điều khiển dựa trên hàm truyền đạt (Transfer function approach) là gì?

A. Dễ dàng phân tích và thiết kế hơn cho hệ thống bậc cao và hệ thống đa đầu vào - đa đầu ra (MIMO).

B. Chỉ áp dụng cho hệ thống tuyến tính.

C. Không thể áp dụng cho hệ thống phi tuyến.

D. Khó triển khai trên thực tế.