- 1. Giới thiệu chung
Bộ môn Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa- Đại học Thủy lợi (Department of Automation and Control Engineering- TLACE) được thành lập từ năm 1959, nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực, phát triển nghiên cứu khoa học - chuyển giao công nghệ và phục vụ sản xuất trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa.
Với mục tiêu đào tạo các kỹ sư có tư duy và trình độ chuyên môn cao, Bộ môn không ngừng phát triển cả về nguồn nhân lực, cơ sở vật chất, cải tiến giáo trình và học liệu. Đội ngũ giảng viên hiện nay gồm các Tiến sĩ và Thạc sĩ được đào tạo bài bản tại các trường tiến tiến trên thế giới như: Đức, Mỹ và trường Đại học Bách khoa Hà nội.
Bộ môn được trang bị phòng thí nghiệm trọng điểm về điều khiển và tự động hóa bao gồm các hệ điều khiển và giám sát công nghiệp như DCS, SCADA, PLCS7-1200, PLC S7-400 của hãng Siemens; các hệ thống điều khiển truyền động điện, hệ thống điều khiển robot, điều khiển quá trình, hệ thống nhúng.... Nhờ đó sinh viên có thể tiếp cận, thực hành các thiết bị thực tế hiện đang sử dụng trong công nghiệp
Các kỹ sư tốt nghiệp ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa có khả năng tư vấn, thiết kế, thi công lắp đặt, vận hành các dây truyền sản xuất trong hầu hết các lĩnh vực từ thiết kế điện công nghiệp -điều khiển và tự động hóa, đến lập trình thiết bị thông minh, hệ thống quản lý, giám sát. Thế hệ kỹ sư ra trường đã được đánh giá cao tại Trường đại học, viện nghiên cứu, các tổ chức và các cơ sở sản xuất.
Các thế hệ Thầy và trò luôn nỗ lực không ngừng, tích cực làm chủ công nghệ, rèn luyện để xứng đáng và là niềm tự hào của Bộ môn.
BAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA
TT
Họ và tên
Chức vụ
Địa chỉ email
1
TS. Phạm Đức Đại
Trưởng Bộ môn
[email protected]
2. Danh mục cán bộ (thông tin chi tiết xin click vào tên)
TT
Họ và tên
Chức vụ
Địa chỉ email
1
PGS. TS. Phạm Đức Đại
Trưởng Bộ môn
[email protected]
2
TS. Vũ Minh Quang
Giảng Viên
[email protected]
3
TS. Bùi Văn Đại
Giảng viên, NCS Hàn Quốc
[email protected]
4
TS. Vũ Quốc Đông
Giảng Viên
[email protected]
5
TS. Bùi Thị Hải Linh
Giảng viên
[email protected]
6
TS. Nguyễn Thanh Bình
Giảng viên
[email protected]
7
ThS. Hoàng Duy Khang
Giảng viên
8
TS. Nguyễn Hoàng Việt
Giảng viên
[email protected]
9
TS. Phạm Văn Long
Giảng viên
10
TS. Nguyễn Tiến Thắng
Giảng Viên
[email protected]
11
ThS. Nguyễn Thị Thúy Hằng
Giảng viên
[email protected]
12
ThS. Phan Thanh Tùng
Giảng viên, NCS Canada
3. Các hướng nghiên cứu
I. Điều khiển theo mô hình dự báo cho hệ phi tuyến
Một trong những hướng nghiên cứu của Bộ môn Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa là phát triển bộ điều khiển theo mô hình dự báo (model predictive control) cho các hệ tuyến tính và phi tuyến (nonlinear model predictive control- NMPC). Bộ điều khiển MPC giải quyết tốt các bài toán điều khiển nhiều đầu vào và ra, và có các điều kiện rằng buộc, điều kiện biên của các biến trạng thái và biến điều khiển. Hiện nay Bộ môn đangphát triển các thuật toán NMPC cho hệ phi tuyến đảm bảo thời gian tính toán nhanh, và đã đạt được các kết quả khả quan.
II. Tối ưu hoạt động các hệ thống kỹ thuật
Hiện nay, thất thoát nước (water loss) ở việt nam chiếm khoảng 20-40% lượng nước sạch, do đó Bộ môn kỹ thuật điều khiển và tự động hóa đang triển khai các dự án về giảm thiểu thất thoát nước cho các mạng cấp nước trong thành phố. Mục tiêu của dự án là sử dụng kỹ thuật tính toán để đưa ra chu trình hoạt động tối ưu cho các trạm bơm, các van điều khiển, từ đó giảm được thất thoát nước và năng lượng tiêu thụ không cần thiết của các trạm bơm. Bài toán quản lý tối ưu áp lực (Optimal Pressure Management- OPM) bằng cách tối ưu hoạt động của trạm bơm đã được áp dụng cho mạng cấp nước thành phố Thái Nguyên.
III.Triển khai tích hợp hệ thống tự động hóa thế hệ thứ 4 (Industry version 4.0)
Vấn đề tích hợp các thiết bị công nghiệp thế hệ 4.0 đang được Bộ môn triển khai và nhận được nhiều dự án hợp tác với các cơ sở sản xuất. Ưu điểm nổi trội của hệ thống là tính tương tác của các thiết bị, tối ưu hiệu quả sản xuất ở từng khâu, khả năng lưu trữ thông tin lớn.
IV. Hướng nghiên cứu điều khiển truyền động ô tô điện
Nghiên cứu hệ thống trao đổi năng lượng trong ô tô điện: acquy, siêu tụ và bộ biến đổi DC-DC
Hệ thống nguồn năng lượng trong ô tô điện (EVs).
- Phân tích vai trò, vị trí của bộ biến đổi DC-DC trong ô tô điện, đưa ra các cấu hình bộ biến đổi, lựa chọn cấu hình phù hợp, tính chọn thông số các phần tử mạch, mô hình hóa bộ biến đổi.
Cấu hình bộ biến đổi DC-DC hai chiều ba pha xếp chồng.
- Xây dựng thuật toán trao đổi năng lượng giữa acquy và siêu tụ, đưa ra các biến điều khiển, thiết kế bộ điều khiển.
- Kết quả mô phỏng
V. Điều khiển bền vững cho hệ xe tự cân bằng (Robust control of wheel inverted pendulum)
Mục tiêu điều khiển:
- Con lắc ngược giữ được vị trí thẳng đứng trong quá trình xe di chuyển
- Xe bám theo được vận tốc và góc quay đặt trước
Phương pháp điều khiển:
- Tách mô hình WIP thành 2 phần: phần chuyển động quay và phần chuyển động thẳng.
- Phần chuyển động quay áp dụng phương pháp điều khiển H vô cùng.
- Trong phần chuyển động thẳng sử dụng phương pháp Lyapunov trược tiếp kết hợp bộ phản hồi tuyến tính để tổng hợp bộ điều khiển giữ con lắc ngược tại phương thẳng đứng.
- Ta tuyến tính hóa quanh điểm con lắc thẳng đứng, rồi sử dụng phương pháp điều khiển H vô cùng kết hợp kĩ thuật backstepping để đưa vị trí và vận tốc xe về giá trị đặt.
VI. Điều khiển đồng bộ hệ 2 tay máy (Synchronization control of Bilateral Teleoperation)
Sử dụng phương pháp biến sóng (wave variable method) để điều khiển đồng bộ hệ 2 tay máy
4. Danh sách các đề tài nghiên cứu
TS Phạm Đức Đại: Điều khiển tối ưu áp lực nhằm giảm thiểu lượng nước rò rỉ trong hệ thống phân phối nước qui mô lớn;
Ths. Bùi Văn Đại: Thiết kế, chế tạo robot khảo sát dưới nước phục vụ công trình thuỷ lợi;
5. Cơ sở vật chất
Bộ môn kỹ thuật điều khiển và tự động hóa có 1 phòng thí nghiệm tại Hà Nội và 1 phòng thí nghiệm trọng điểm điều khiển và tự động hóa tại cơ sở mở rộng -ĐHTL- phố hiến Hưng yên.
1. Phòng thí nghiệm Hà nội với máy móc hiện đại tại tầng 1 nhà B5. Diện tích 80m2, phục vụ giảng dạy cho các môn:
- Thí nghiệm truyền động điện
- Thí nghiệm kỹ thuật cơ điện
- Thí nghiệm mạch điện
- Thí nghiệm điện tử
- Thí nghiệm điện tử công suất
- Thí nghiệm kỹ thuật điện từ
- Thí nghiệm hệ thống điện
Bàn thí nghiệm động cơ không đồng bộ
Bàn thí nghiệm máy biến áp
Bàn thí nghiệm điều khiển động cơ
Bàn thí nghiệm hòa đồng bộ
Thiết bị thí nghiệm Điện tử công suất
Người quản lý:
NguyễnThị Thanh và Nguyễn Duy Long
Từ khóa:
Điện tử công suất, chỉnh lưu 1 pha, 3 pha, Nghịch lưu, điều áp xoay chiều, xung áp 1 chiều
Mô tả thiết bị:
Tính năng chính:
- Chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển.
- Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển.
- Nghịch lưu 3 pha
- Thí nghiệm với tải thuần trở, trở cảm, điện cảm, động cơ.
Thông số kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật:
- Nguồn điện: 3 pha 380V xoay chiều; 1pha 220V xoay chiều.
- Tải trở 1W đến 200W ;
- Tải cảm 1mH, 50mH, 100mH.
Thông tin khác
Tài liệu thí nghiệm điện tử công suất
Thiết bị thí nghiệm Truyền động điện
Người quản lý:
Nguyễn Duy Long
Từ khóa:
Truyền động điện, động cơ điện một chiều, động cơ không đồng bộ, biến tần
Mô tả thiết bị:
Tính năng chính:
· Thí nghiệm với động cơ điện một chiều:
- Thực hiện xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ song song và độc lập ở các chế độ làm việc khác nhau bằng thực nghiệm.
· Thí nghiệm với động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc
· Thí nghiệm Điều chỉnh tự động truyền động điện - Hệ truyền động động cơ điện một chiều dùng chỉnh lưu cầu 3 pha:
- Tìm hiểu, cài đặt tham số bộ điều khiển PI, PID và vận hành hệ truyền động
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động biến tần
- Tìm hiểu phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ theo nguyên lý U/F, FOC, và DTC
Thông số kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật:
- Nguồn điện: 3 pha 380V xoay chiều; 1pha 220V xoay chiều.
- Động cơ điện một chiều 150kW
- Động cơ không đồng bộ 150kW
-
Thông tin khác
Tài liệu thí nghiệm Truyền động điện; điều khiển truyền động điện
Thiết bị thí nghiệm PLC
Người quản lý:
Nguyễn Thị Thanh và Nguyễn Duy Long
Từ khóa:
Lập trình PLC S7; Logic; Process control
Mô tả thiết bị:
Tính năng chính:
- Thực hiện các bài toán điều khiển Logic
- thực hiện thuật toán điều khiển PID, Fuzzy
- PLC kết nối với PC
- Thiết kế giao diện HMI
Thông số kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật:
- Nguồn điện: 1pha 220V xoay chiều.
- Module vào ra số DI, DO 24V, và tương tự AI
Thông tin khác
Tài liệu thí nghiệm điều khiển logic và PLC
Thiết bị thí nghiệm Vi xử lý
Người quản lý:
Nguyễn Thị Thanh và Nguyễn Duy Long
Từ khóa:
Kit thí nghiệm ARM9 Mini2440; Kit thí nghiệm dsPic80
Mô tả thiết bị:
Tính năng chính:
- Thực hiện các bài toán điều khiển Logic
- Thực hành với các bộ chuyển đổi D/A và A/D
- Thực hiện thuật toán điều khiển PID, PI
- Thực hiện các bài toán điều khiển nhiệt độ dùng Vi xử lý
- Hiển thị và điều khiển động cơ bước
- Điều khiển từ xa
Thông số kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật:
- Nguồn điện: 24 VDC
- Các bộ chuyển đổi D/A và A/D
Thông tin khác
Tài liệu thí nghiệm vi xử lý
Thiết bị thí nghiệm truyền thông công nghiệp
Người quản lý:
Nguyễn Thị Thanh và Nguyễn Duy Long
Từ khóa:
PROFIBUS; ASi- bus
Mô tả thiết bị:
Tính năng chính:
- Thực hành với các bus truyền thông trong công nghiệp như PROFIBUS, ASi- bus.
Thông số kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật:
- Máy tính lập trình
- PLC S7-1200
- PROFIBUS
Thông tin khác
Tài liệu thí nghiệm truyền thông công nghiệp
- 6. Các môn học chuyên ngành
- Truyền động điện.
- Điều khiển truyền động điện
- Điện tử công suất
- Vi xử lí
- Điều khiển logic và PLC
- Mạng truyền thông công nghiệp.
- Kỹ thuật Robot
- Mô phỏng và nhận dạng
- Điều khiển mờ và mạng nơron
- Điều khiển số
Danh mục các học phần ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
TT
Môn học (Tiếng Việt)
Môn học (Tiếng Anh)
Mã môn học
II
GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP
PROFESSIONAL EDUCATION
II.1
Kiến thức cơ sở khối ngành
Foundation Subjects
19
Đồ họa kỹ thuật I
Technical Graphics 1
DRAW213
20
Cơ học cơ sở I
Engineering Mechanics 1
MECH213
II.2
Kiến thức cơ sở ngành
Core Subjects
21
Giới thiệu ngành nghề
Study and Careers in Engineering
EENG121
22
Mạch điện I
Circuits I
EENG131
23
Mạch điện II
Circuits II
EENG141
24
Thí nghiệm mạch điện
Circuits Lab
EENG148
25
Toán ứng dụng cho kĩ sư điện
Applied Mathematics for Electric Engineers
EENG144
26
Điện tử I
Electronics I
EENG142
27
Thí nghiệm điện tử I
Electronics Lab I
EENG149
28
Hệ thống tuyến tính I
Linear Systems I
EENG143
29
Hệ thống điều khiển
Control Systems
EENG151
30
Kỹ thuật điện từ
Electromagnetics
EENG152
31
Kỹ thuật cơ điện
Electromechanics
EENG153
32
Thí nghiệm kỹ thuật cơ điện
Electromechanics Lab
EENG158
33
Ngôn ngữ lập trình
Programming & Introductory Data Structure
CSE280
34
Kĩ thuật đo lường
Measurement and Instrumentations
EENG155
35
Thiết bị điện
Electrical Equipments
EENG161
36
Cung cấp điện
Power Supply
EENG162
37
Điều khiển logic và PLC
Logic Control and PLC
EENG163
38
Điện tử công suất
Power Electronics
EENG164
39
Thí nghiệm điện tử công suất
Power Electronics Lab
EENG168
40
Truyền động điện
Electric Drive Systems
EENG165
41
Thí nghiệm truyền động điện
Electric Drive Systems Lab
EENG169
II.3
Kiến thức ngành
Core Area Subjects
1
Hệ thống truyền thông
Communication systems
AUTO384
2
Điều khiển số
Digital Control
AUTO272
3
Điều khiển nâng cao
Advanced Control
AUTO372
4
Kỹ thuật vi xử lí
Microprocessor
AUTO274
5
Đồ án tự động hóa I
Automation Project I
AUTO270
6
Đồ án tự động hóa II
Automation Project II
AUTO280
7
Điều khiển quá trình
Process Control
AUTO281
8
Điều khiển truyền động điện
Control of Electric Devices
AUTO282
9
Kỹ thuật Robot
Computer-Aided Control System Analysis
AUTO385
II.4
Học phần tốt nghiệp
Graduation thesis
II.5
Kiến thức tự chọn
Selectives
1
Điện tử II
Electronics II
EENG371
2
Thiết kế cung cấp điện
Power Supply System Design
AUTO370
3
Thiết bị điện tử trạng thái rắn
Solid-State Electronic devices
AUTO389
4
Điều khiển hệ thống năng lượng tái tạo
Control of Renewable Energy Systems
AUTO382
5
Mô phỏng và nhận dạng
System Simulation & Identification
AUTO383
6
Thiết kế mạch tích hợp
Integerated circuit design
EENG381
7
PLC nâng cao
Advanced PLC
AUTO273
8
Hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển bằng máy tính
Data Acquisition and computer control
AUTO386
9
Vi điều khiển và ứng dụng
Microprocessor and application
AUTO387
10
Điều khiển mờ và mạng nơron
Fuzzy logic control and Neural Network
AUTO388
11
Hệ thống tuyến tính II
Linear Systems II
AUTO271
12
Sử dụng máy tính trong phân tích hệ thống điều khiển
Computer-Aided Control System Analysis
AUTO283
13
Tư động hóa trạm bơm tưới tiêu
Automaton of irrigating and draining pump stations
AUTO390
Tổng cộng (I + II)
Total
- 7. Sách xuất bản
- Phân tích mạch điện - Tập 1, BM Kĩ thuật điện, Đại học Thủy lợi, NXB KHTN&CN;
- Phân tích mạch điện - Tập 2, BM Kĩ thuật điện, Đại học Thủy lợi, NXB KHTN&CN;
- Giáo trình: Mạch vi điện tử, Tài liệu dịch, ĐH Thủy Lợi.;
- Hệ thống tuyến tính, Tài liệu dịch, ĐH Thủy Lợi;
- Hệ thống điều khiển, Tài liệu dịch, ĐH Thủy Lợi;
- Giáo trình: Kĩ thuật điện cơ, Tài liệu dịch, ĐH Thủy Lợi;
- Điều khiển logic lập trình: thiết kế & ứng dụng, BM Kĩ thuật điện dịch, ĐH Thủy lợi, NXB KHTN&CN, 2014;
- Điện tử công suất, tài liệu dịch ĐHTL
- 8. Hợp tác
Bộ môn Kỹ thuật điều khiển & tự động hóa có mối quan hệ hợp tác với nhiều đơn vị, tổ chức trong nước và quốc tế.
Trong nước:
- Với các trường đại học: Trường Đại học Bách Khoa, Trường Đại Kỹ thuật Thái nguyên, …
Nước ngoài:TU Ilmenau (Đức)
- 9. Liên hệ
Bộ môn Kỹ thuật điều khiển & tự động hóa - Trường Đại học Thủy lợi
Phòng 407 nhà A1
Điện thoại: (+84) 0945047785
E-mail: [email protected]
