Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Lý thuyết điều khiển tự động – Đề 13

1. Bộ điều khiển PID kết hợp ưu điểm của bộ điều khiển P, I và D. Thành phần nào trong PID giúp giảm độ vọt lố?

A. Thành phần tỉ lệ (P).

B. Thành phần tích phân (I).

C. Thành phần đạo hàm (D).

D. Cả ba thành phần P, I, và D đều có vai trò như nhau.

2. Tiêu chuẩn 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 của hệ thống.

C. Đáp ứng quá độ của hệ thống.

D. Độ nhạy của hệ thống với nhiễu.

3. Trong hệ thống điều khiển số (digital control system), quá trình 'rời rạc hóa' (discretization) là gì?

A. Biến đổi tín hiệu liên tục thành tín hiệu số để xử lý bằng máy tính.

B. Biến đổi tín hiệu số trở lại tín hiệu liên tục để điều khiển đối tượng.

C. Phân tích hệ thống trong miền tần số rời rạc.

D. Thiết kế bộ điều khiển số bằng phương pháp miền thời gian liên tục.

4. Phương pháp 'điều khiển bù trước' (feedforward control) được sử dụng để làm gì?

A. Giảm ảnh hưởng của nhiễu đo lường.

B. Cải thiện độ ổn định của hệ thống.

C. Dự đoán và bù trừ ảnh hưởng của nhiễu và tác động bên ngoài trước khi chúng gây ra sai số.

D. Tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống.

5. Phương trình trạng thái (state-space representation) mô tả hệ thống điều khiển bằng cách nào?

A. Sử dụng hàm truyền đạt trong miền tần số.

B. Sử dụng một tập hợp các phương trình vi phân bậc nhất mô tả trạng thái, đầu vào và đầu ra của hệ thống.

C. Sử dụng sơ đồ khối để biểu diễn quan hệ giữa các thành phần.

D. Sử dụng đồ thị Bode để phân tích tần số.

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

A. Quan hệ giữa tín hiệu đầu vào và nhiễu của hệ thống.

B. Đặc tính động học của hệ thống tuyến tính, bất biến theo thời gian.

C. Khả năng hệ thống loại bỏ sai số xác lập.

D. Mức độ ổn định của hệ thống khi có thay đổi tham số.

7. Độ vọt lố (overshoot) trong đáp ứng quá độ của hệ thống điều khiển là hiện tượng gì?

A. Đầu ra của hệ thống dao động liên tục quanh giá trị đặt.

B. Đầu ra của hệ thống vượt quá giá trị đặt trước khi ổn định.

C. Thời gian hệ thống đạt đến trạng thái ổn định quá dài.

D. Sai số xác lập của hệ thống quá lớn.

8. Khái niệm 'tính điều khiển được' (controllability) của hệ thống trạng thái có nghĩa là gì?

A. Hệ thống có thể duy trì trạng thái ổn định.

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

C. Đầu ra của hệ thống có thể đo lường được.

D. Hệ thống có thể loại bỏ nhiễu tác động.

9. Bộ điều khiển đạo hàm (D controller) chủ yếu được sử dụng để cải thiện đặc tính nào của hệ thống điều khiển?

A. Sai số xác lập.

B. Độ ổn định.

C. Đáp ứng quá độ, đặc biệt là giảm độ vọt lố và cải thiện thời gian xác lập.

D. Độ nhạy với nhiễu.

10. Đáp ứng quá độ (transient response) của hệ thống điều khiển mô tả giai đoạn nào?

A. Giai đoạn hệ thống hoạt động ở trạng thái ổn định.

B. Giai đoạn hệ thống chuyển từ trạng thái ban đầu sang trạng thái ổn định.

C. Giai đoạn hệ thống bị tác động bởi nhiễu.

D. Giai đoạn hệ thống phản ứng với tín hiệu đặt không đổi.

11. Mô hình hóa hệ thống (system modeling) là bước quan trọng đầu tiên trong thiết kế hệ thống điều khiển. Tại sao?

A. Để giảm chi phí thiết kế và thử nghiệm.

B. Để có biểu diễn toán học của hệ thống, từ đó phân tích, thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển trước khi triển khai thực tế.

C. Để đảm bảo hệ thống luôn hoạt động ổn định.

D. Để dễ dàng giao tiếp với các kỹ sư khác trong nhóm thiết kế.

12. Ứng dụng của hệ thống điều khiển tự động trong lĩnh vực robot là gì?

A. Chỉ để lập trình chuyển động theo quỹ đạo định trước.

B. Để điều khiển vị trí, vận tốc, lực tác động của các khớp robot và toàn bộ robot, thực hiện các nhiệm vụ phức tạp một cách tự động và chính xác.

C. Chỉ để giám sát trạng thái hoạt động của robot.

D. Để giảm giá thành sản xuất robot.

13. Hệ thống điều khiển loại 0 (type 0 system) có đặc điểm gì về sai số xác lập đối với tín hiệu đầu vào bậc thang?

A. Sai số xác lập bằng 0.

B. Sai số xác lập là một hằng số hữu hạn.

C. Sai số xác lập tiến tới vô cùng.

D. Sai số xác lập phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu đầu vào.

14. Đồ thị Bode (Bode plot) biểu diễn mối quan hệ giữa yếu tố nào và tần số?

A. Biên độ và pha của hàm truyền vòng hở theo tần số.

B. Đầu vào và đầu ra của hệ thống theo thời gian.

C. Sai số và tín hiệu điều khiển theo tần số.

D. Vị trí các nghiệm của phương trình đặc trưng theo tham số hệ thống.

15. Tín hiệu phản hồi (feedback signal) trong hệ thống điều khiển vòng kín có vai trò gì?

A. Tăng cường độ ổn định của hệ thống.

B. Đo lường và cung cấp thông tin về đầu ra thực tế của hệ thống.

C. Tạo ra tín hiệu điều khiển chính.

D. Giảm độ nhạy của hệ thống với nhiễu.

16. Mục tiêu chính của việc 'tối ưu hóa' trong lý thuyết điều khiển tối ưu là gì?

A. Đảm bảo hệ thống luôn ổn định.

B. Tìm ra tín hiệu điều khiển sao cho một tiêu chí hiệu suất (ví dụ: năng lượng tiêu thụ, thời gian đáp ứng) đạt giá trị tối ưu (nhỏ nhất hoặc lớn nhất).

C. Đơn giản hóa cấu trúc của bộ điều khiển.

D. Giảm độ nhạy của hệ thống với nhiễu.

17. Trong thiết kế bộ điều khiển PID, phương pháp 'tuning' (điều chỉnh) được sử dụng để làm gì?

A. Thay đổi cấu trúc của bộ điều khiển.

B. Xác định các tham số tối ưu (Kp, Ki, Kd) của bộ điều khiển PID để đạt được hiệu suất hệ thống mong muốn.

C. Kiểm tra tính ổn định của hệ thống vòng hở.

D. Mô phỏng hệ thống điều khiển trên máy tính.

18. Bộ điều khiển tỉ lệ (P controller) tác động lên tín hiệu điều khiển như thế nào khi sai số tăng lên?

A. Giảm tỉ lệ với sự tăng lên của sai số.

B. Không thay đổi, giữ nguyên giá trị.

C. Tăng tỉ lệ với sự tăng lên của sai số.

D. Thay đổi theo hàm mũ của sai số.

19. Một hệ thống điều khiển được gọi là 'ổn định biên' (marginally stable) khi nào?

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

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

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

D. Khi tất cả các nghiệm của phương trình đặc trưng nằm ở gốc tọa độ.

20. Bộ lọc Kalman (Kalman filter) là một thuật toán ước lượng trạng thái tối ưu, đặc biệt hiệu quả trong trường hợp nào?

A. Hệ thống tuyến tính, bất biến theo thời gian, không có nhiễu.

B. Hệ thống phi tuyến, có nhiễu đo lường và nhiễu quá trình ngẫu nhiên.

C. Hệ thống rời rạc thời gian, không có độ trễ.

D. Hệ thống có đáp ứng nhanh và ổn định.

21. Điều gì xảy ra với hệ thống điều khiển nếu tất cả các nghiệm của phương trình đặc trưng nằm ở nửa mặt phẳng bên trái của mặt phẳng phức?

A. Hệ thống trở nên không ổn định.

B. Hệ thống ổn định.

C. Hệ thống có sai số xác lập lớn.

D. Hệ thống có đáp ứng quá độ chậm.

22. Điều khiển thích nghi (adaptive control) là phương pháp điều khiển phù hợp với loại hệ thống nào?

A. Hệ thống tuyến tính, tham số không thay đổi theo thời gian.

B. Hệ thống phi tuyến, có cấu trúc đơn giản.

C. Hệ thống có tham số thay đổi theo thời gian hoặc không xác định, hoặc chịu tác động của nhiễu loạn không lường trước.

D. Hệ thống có yêu cầu độ chính xác không cao.

23. Khái niệm 'tính quan sát được' (observability) của hệ thống trạng thái có nghĩa là gì?

A. Hệ thống có thể được điều khiển dễ dàng.

B. Trạng thái của hệ thống có thể được xác định từ các phép đo đầu ra trong một khoảng thời gian hữu hạn.

C. Hệ thống hoạt động ổn định trong môi trường nhiễu.

D. Đầu ra của hệ thống phản ánh chính xác tín hiệu điều khiển.

24. Trong sơ đồ khối hệ thống điều khiển, khối 'tổng' (summing junction) thực hiện phép toán nào?

A. Nhân hai tín hiệu đầu vào.

B. Chia hai tín hiệu đầu vào.

C. Cộng hoặc trừ các tín hiệu đầu vào.

D. Lấy đạo hàm của tín hiệu đầu vào.

25. Quỹ đạo nghiệm số (root locus) là phương pháp đồ thị để phân tích điều gì?

A. Đáp ứng tần số của hệ thống.

B. Vị trí các nghiệm của phương trình đặc trưng khi một tham số của hệ thống thay đổi.

C. Sai số xác lập của hệ thống theo thời gian.

D. Độ ổn định của hệ thống khi có nhiễu.

26. Hệ thống điều khiển vòng kín (closed-loop control system) khác biệt cơ bản so với hệ thống điều khiển vòng hở (open-loop control system) ở đặc điểm nào?

A. Có khả năng điều khiển các hệ thống phức tạp hơn.

B. Sử dụng tín hiệu phản hồi để điều chỉnh đầu vào, giảm sai số.

C. Hoạt động nhanh hơn và ít tốn kém hơn.

D. Không bị ảnh hưởng bởi nhiễu và các yếu tố bên ngoài.

27. Biên độ dự trữ (gain margin) và pha dự trữ (phase margin) được sử dụng để đánh giá điều gì của hệ thống điều khiển?

A. Sai số xác lập.

B. Độ ổn định tương đối của hệ thống.

C. Đáp ứng quá độ.

D. Độ nhạy với nhiễu.

28. Bộ điều khiển tích phân (I controller) có ưu điểm chính nào so với bộ điều khiển tỉ lệ (P controller) trong việc giảm sai số xác lập?

A. Đáp ứng nhanh hơn với sai số.

B. Loại bỏ hoàn toàn sai số xác lập đối với tín hiệu đầu vào bậc thang.

C. Giảm độ vọt lố của hệ thống.

D. Ổn định hệ thống tốt hơn.

29. Khái niệm 'tính ổn định BIBO' (Bounded-Input Bounded-Output stability) có nghĩa là gì?

A. Hệ thống ổn định khi không có tín hiệu đầu vào.

B. Với mọi tín hiệu đầu vào bị chặn (bounded input), đầu ra của hệ thống cũng bị chặn (bounded output).

C. Hệ thống ổn định khi có tín hiệu đầu vào là xung Dirac.

D. Hệ thống ổn định khi các nghiệm của phương trình đặc trưng nằm bên phải mặt phẳng phức.

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

A. Sai số lớn nhất trong quá trình quá độ của hệ thống.

B. Sai số còn lại khi hệ thống đã đạt trạng thái ổn định sau một thời gian dài.

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

D. Sai số do sự thay đổi đột ngột của tín hiệu đầu vào.