Ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa

Trình độ đào tạo:        ĐẠI HỌC

Thời gian đào tạo:

MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

Mục tiêu chung

Chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa nhằm trang bị cho sinh viên có phẩm chất đạo đức tốt, kiến thức khoa học cơ bản toàn diện, kiến thức chuyên môn vững vàng, kỹ năng thực hành cơ bản để nhanh chóng tham gia vận hành, bảo dưỡng, lắp đặt, thiết kế và xây dựng các dự án phát triển và ứng dụng Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa trong các lĩnh vực công nghiệp và kinh tế quốc dân, phục vụ tốt xã hội và đất nước; có phương pháp làm việc chuyên nghiệp, tư duy khoa học, tác nghiệp độc lập và sáng tạo; có khả năng tự học và nghiên cứu, tiếp thu được khoa học và công nghệ tiên tiến của thế giới, hòa nhập được trong môi trường quốc tế; có khả năng học tiếp lên các bậc học cao hơn.

Các mục tiêu cụ thể

Sau khi tốt nghiệp, kỹ sư ngành Điều khiển và Tự động hóa có được

- Kiến thức đại cương về các môn Toán, khoa học tự nhiên và khoa học xã hội.

- Kiến thức cơ sở và kiến thức cốt lõi của ngành Kỹ thuật Điều khiển-Tự động hóa, phục vụ trong các lĩnh vực ứng dụng công nghiệp và các ngành kinh tế quốc dân.

- Kiến thức và kỹ năng chuyên ngành về một trong các hướng chuyên môn (Điều khiển, Tự động hóa xí nghiệp, Tự động hóa quá trình, ...)

- Kiến thức và kỹ năng nghề nghiệp: Ngoại ngữ, phương pháp làm việc, khả năng trình bày và giao tiếp...

NỘI DUNG ĐÀO TẠO

Danh mục các học phần bắt buộc

Giáo dục đại cương

1

Triết học Mác-Lênin

9

Đại số

2

Kinh tế chính trị Mác-Lênin

10

Giải tích 1

3

Chủ nghĩa xã hội khoa học

11

Giải tích 2

4

Lịch sử Đảng Cộng sản Việt Nam

12

Vật lý 1

5

Tư tưởng Hồ Chí Minh

13

Vật lý 2

6

Ngoại ngữ cơ bản

14

Hoá học đại cương

7

Giáo dục thể chất

15

Tin học đại cương

8

Giáo dục quốc phòng

Kiến thức cơ sở ngành

16

Tín hiệu và hệ thống

23

Cơ sở kỹ thuật thủy khí

17

Lý thuyết mạch điện

24

Lý thuyết điều khiển tự động I

18

Lý thuyết trường điện từ

25

Lý thuyết điều khiển tự động II

19

Điện tử tương tự và số

26

Phương pháp tính

20

Cơ sở kỹ thuật nhiệt

27

Kỹ thuật lập trình

21

Cơ học lý thuyết

28

Hệ vi xử lý và máy tính

22

Cơ học máy

29

Kỹ thuật đo lường

Kiến thức ngành

30

Điều khiển tối ưu và thích nghi

35

Mô hình hóa và mô phỏng quá trình sản xuất

31

Nhập môn điều khiển mờ và mạng nơron

36

Máy điện và khí cụ điện

32

Điều khiển số

37

Điện tử công suất

33

Các hệ thống rời rạc

38

Cơ sở truyền động điện

34

Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình

Thực tập và đồ án tốt nghiệp

39

Thực tập tốt nghiệp

40

Đồ án tốt nghiệp

Nội dung các học phần bắt buộc (Kiến thức CS ngành và Kiến thức ngành)

Tín hiệu và hệ thống  

Định nghĩa tín hiệu và hệ thống; Biểu diễn tín hiệu và hệ thống trên miền thời gian; Chuỗi Fourier và phép biến đổi Fourier; Đáp ứng tần số và lọc tín hiệu; Trích mẫu và khôi phục tín hiệu; Phép biến đổi Laplace; Phép biến đổi Z; Quá trình ngẫu nhiên;

Lý thuyết mạch điện

Những khái niệm cơ bản về mô hình mạch điện. Các phương pháp tính mạch điện ở chế độ xác lập, chế độ quá độ của mạch điện tuyến tính và mạch phi tuyến. Mạch 3 pha và đường dây dài.

Lý thuyết trường điện từ

Trang bị những kiến thức kỹ thuật cơ sở quan trọng nhất về mô hình và các phương pháp nghiên cứu, tính toán trường điện từ: Những khái niệm cơ bản về trường điện từ; Điện trường tĩnh; Điện trường dừng trong vật dẫn; Từ trường dừng; Trường điện từ biến thiên.

Điện tử tương tự và số

1. Điện tử tương tự: Các phần tử cơ bản. Mạch khuếch đại, mạch tạo dao động. Các mạch ĐT ứng dụng trong kỹ thuật đo. Các mạch biến đổi tín hiệu, lọc tích cực, khuếch đại công suất. Nguồn cấp cho mạch ĐT. 2. Điện tử số: Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật số; Các họ vi mạch logic cơ bản. Mạch logic tổ hợp. Mạch logic dãy. Bộ nhớ bán dẫn. Các mạch tạo xung. Các bộ biến đổi tín hiệu. Thiết kế mạch điện tử số bằng máy tính.

Cơ sở kỹ thuật nhiệt

1. Nhiệt động học kỹ thuật: Quy luật biến đổi năng lượng (nhiệt và cơ); Tính chất của các môi chất; Nguyên lý các động cơ nhiệt (đ/c đốt trong, đ/c phản lực, turbin hơi, turbin khí, máy lạnh).  2. Các dạng truyền nhiệt cơ bản và các quá trình nhiệt cơ bản: Dẫn nhiệt, bức xa, đối lưu.

Cơ học lý thuyết

1. Tĩnh học: Xây dựng mô hình lực, hệ lực phẳng, phương trình cân bằng; Hệ lực không gian, phương trình cân bằng, trọng tâm vật rắn.  2. Động học: Đặc trưng động học vật rắn. Tính vận tốc, gia tốc trong chuyển động cơ bản. Chuyển động chất điểm và chuyển động vật.  3. Động lực học: Động lực học chất điểm và cơ hệ. Các định lý tổng quát của động lực học. Phương trình chuyển động của cơ cấu máy.

Cơ học máy

1. Nguyên lý máy: Các khái niệm cơ bản, cấu trúc cơ cấu. Cách phân tích và tổng hợp động học, lực học và động lực học của các cơ cấu và máy đơn giản. 2. Chi tiết máy: Các khái niệm cơ bản trong tính toán chi tiết máy; Tải trọng, ứng suất, đặc tính làm việc; Các chi tiết máy ghép. Sơ lược các bộ truyền động.

Cơ sở kỹ thuật thủy khí

Thủy tĩnh học. Động học chất lỏng. Động lực học chất lỏng. Tính toán thủy lực đường ống. Bơm ly tâm. Máy thủy lực kiểu thể tích.

Lý thuyết điều khiển tự động I          

1. Điều khiển tuyến tính trong miền phức: Các mô hình toán học; Biến đổi sơ đồ khối; Các khâu động học cơ bản. Phân tích tính ổn định; Đánh giá chất lượng. Thiết kế bộ điều khiển; chọn tham số bộ điều khiển PID, phương pháp cân bằng mô hình, bộ dự báo Mô-Smith, mô hình nội. 2. Điều khiển tuyến tính trong không gian trạng thái:  hình trạng thái; Phân tích tính ổn định; Phân tích tính điều khiển được và quan sát được; Phân tích tính bền vững; Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái; Quan sát trạng thái và điều khiển phản hồi đầu ra. Nguyên lý tách; Điều khiển tách kênh hệ MIMO; Điều khiển bám.

Lý thuyết điều khiển tự động II

1. Điều khiển hệ không liên tục: Mô hình tần số và mô hình trạng thái. Phân tích tính ổn định, điều khiển được và quan sát được. Thiết kế bộ điều khiển PID số; Phương pháp thiết kế lưỡng tuyến tính; Bộ điều khiển dead-bead.  2. Cơ sở lý thuyết điều khiển phi tuyến: Khái niệm hệ phi tuyến. Phân tích hệ phi tuyến NL (hệ Hammestein); Mặt phẳng pha; Tính ổn định tuyệt đối; Tiêu chuẩn Popov; Phân tích khả năng tự dao động và tính ổn định của dao động; Phương pháp tuyến tính hóa điều hòa; Phân tích tính ổn định; Tiêu chuẩn Lyapunov. Xấp xỉ tuyến tính xung quanh điểm cân bằng; Thiết kế bộ điều khiển gain-scheduling. Thiết kế bộ điều khiển trượt và phân tích chất lượng của hệ điều khiển trượt.

Phương pháp tính

Sơ lược về phương pháp tính (số); Giải hệ phương trình đại số tuyến tính; Giải (hệ) phương trình đại số phi tuyến; Giải (hệ) phương trình vi phân phi tuyến; Giải (hệ) phương trình vi phân tuyến tính; Phép nội suy; Bài toán bình phương tối thiểu; Các ví dụ ứng dụng tính toán và mô phỏng sử dụng MATLAB.

Kỹ thuật lập trình

Giới thiệu chung về kỹ thuật lập trình; Qui trình phát triển phần mềm. Lập trình có cấu trúc: Phương pháp phân tích và thiết kế; Biến, kiểu dữ liệu và biểu thức; Điều khiển chương trình; Hàm và thư viện; Lập trình hướng đối tượng: Lớp, quan hệ lớp; Lập trình toán học hướng đối tượng. Lập trình tổng quát: Khuôn mẫu hàm, khuôn mẫu lớp, Thuật toán tổng quát; Thể hiện trên ngôn ngữ lập trình  C / C++;

Kỹ thuật đo lường

1. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật đo lường: Các khái niệm cơ bản của kỹ thuật đo lường. Cấu trúc của dụng cụ đo. Sai số của phép đo và gia công kết quả đo. 2. Các phần tử chức năng của dụng cụ đo: Các cơ cấu chỉ thị. Các cảm biến đo lường. 3. Đo các đại lượng điện và không điện: Đo dòng điện. Đo điện áp. Đo công suất và năng lượng. Đo góc pha và khoảng thời gian. Đo tần số. Đo các thông số của mạch điện. Đo các đại lượng từ và thử nghiệm vật liệu từ. Đo các đại lượng không điện.

Điều khiển tối ưu và thích nghi

1. Điều khiển tối ưu: Khái niệm; Phân loại bài toán tối ưu động;     Phương pháp biến phân; Phương pháp quy hoạch động của Bellman; Nguyên lý cực đại Pontryagin; 2. Điều khiển thích nghi: Khái niệm thích nghi và hai dạng cơ bản (kinh điển) của điều khiển thích nghi; Các phương pháp tối ưu hóa; Điều khiển thích nghi gián tiếp; Điều khiển thích nghi trực tiếp.

Nhập môn điều khiển mờ và mạng neural

1. Điều khiển mờ: Giới thiệu tập mờ và logic mờ; Biến ngôn ngữ, phép suy diễn mờ, giải mờ; Bộ điều khiển mờ cơ bản, bộ điều khiển mờ lai; Tính ổn định của hệ điều khiển mờ. 2. Mạng neural: Cấu trúc neural nhân tạo, mạng neural nhân tạo; Các phương pháp huấn luyện mạng neural: Gradient, lan truyền ngược, giải thuật di truyền; Ứng dụng mạng neural trong điều khiển. Khái niệm về hệ mờ-neural và hệ neural mờ.

Điều khiển số

Các khái niệm cơ bản về hệ thống điều khiển số. Mô tả hệ thống điều khiển số. Phân tích hệ thống; Tổng hợp hệ thống điều khiển số trên cơ sở hàm truyền đạt và trên không gian trạng thái; Các vấn đề thực hiện kỹ thuật.

Các hệ thống rời rạc

Khái niệm hệ (sự kiện) rời rạc; Bài toán điều khiển rời rạc; Mô tả hệ rời rạc: Automata, Mạng Petri, Grafcet; Phân tích và mô phỏng hệ rời rạc; Cấu trúc ghép nối hệ sự kiện rời rạc; Thiết kế và ứng dụng điều khiển rời rạc;

Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình

Đặt bài toán điều khiển quá trình; Mô tả các thành phần và chức năng hệ thống điều khiển quá trình; Xây dựng mô hình quá trình công nghệ: Phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm; Xây dựng sách lược điều khiển: quá trình đơn biến và đa biến; Thiết kế và chỉnh định các bộ điều khiển quá trình; Thiết kế cấu trúc điều khiển.

Mô hình hóa và mô phỏng quá trình sản xuất

Khái niệm cơ bản về mô hình hóa và mô phỏng; Cơ sở toán học của mô hình hóa và mô phỏng. Các công cụ phần mềm mô phỏng. Mô phỏng thời gian thực và ứng dụng; Mô phỏng hệ ngẫu nhiên, sự kiện, hàng đợi; Mô phỏng các quá trình liên tục, gián đoạn của hệ thống tự động hóa QTSX;

Máy điện và khí cụ điện

1. Máy điện: Kiến thức cơ bản về lý thuyết, thử nghiệm và tính toán những thông số cơ bản của máy biến áp, máy điện quay (máy điện một chiều, máy điện đồng bộ, động cơ không đồng bộ, động cơ điện đặc biệt). 2. Khí cụ điện: Những vấn đề cơ bản về lý thuyết khí cụ điện, nguyên lý làm việc, kết cấu, đặc tính cơ bản và lĩnh vực sử dụng của các loại khí cụ điện thông dụng.

Điện tử công suất

Tìm hiểu và nghiên cứu các quá trình biến đổi năng lượng điện bằng các bộ biến đổi bán dẫn công suất: chỉnh lưu, nghịch lưu, biến đổi điện áp một chiều và xoay chiều, biến tần, … Tính chọn và thiết kế các bộ biến đổi. Điều khiển các bộ biến đổi công suất.

Cơ sở truyền động điện

Những khái niệm cơ bản về hệ truyền động điện. Hệ truyền động động cơ điện một chiều. Hệ truyền động động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ. Hệ truyền động động cơ xoay chiều đồng bộ ba pha. Các hệ truyền động đặc biệt. Tính chọn hệ truyền động điện.