Bài giảng Điều khiển từ xa - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Tập bài giảng này được viết theo chương trình học phần Điều khiển từ xa đã được phê duyệt. Trong đó chương 1 giới thiệu khái quát về cấu trúc các hệ thống đo và điều khiển từ xa. Chương 2 trình bày hệ thống mã và thiết bị mã và phân tích ưu nhược điểm của từng loại mã. Chương 3 sẽ giới thiệu về các kênh thông tin liên lạc thường sử dụng trong quá trình điều khiển từ xa, đồng thời cũng đưa ra những đánh giá về điểm mạnh và yếu của mỗi loại kênh. Trong chương 4 sẽ trình bày những lý thuyết cơ bản về truyền tin. Chương cuối sẽ đánh giá chất lượng và độ tin cậy của cả hệ thống. Trong các chương cùng với lý thuyết đã đưa vào các ví dụ bài tập có lời giải.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điều khiển từ xa - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định LỜI NÓI ĐẦU Điều khiển từ xa là việc điều khiển ở một khoảng cách nào đó mà con người không nhất thiết trực tiếp đến nơi đặt hệ thống. Khoảng cách đó tùy thuộc vào từng hệ thống có mức độ phức tạp khác nhau, chẳng hạn như để điều khiển từ xa một phi thuyền ta cần phải có hệ thống phát và thu mạnh, ngược lại, để điều khiển một trò chơi điện tử từ xa ta chỉ cần một hệ thống phát và thu yếu hơn. Truyền dữ liệu không dây là một mảng lớn trong điện tử thông tin, dữ liệu được truyền đi có thể là tương tự cũng có thể là số. Trong truyền dữ liệu không dây, hiệu quả nhất vẫn là truyền bằng sóng điện từ hay sóng Radio, bởi những ưu điểm là truyền ở khoảng cách xa, đa hướng, tần số hoạt động cao. Trong hơn 30 năm qua, những ngôi nhà tự động và nghành công nghiệp sản xuất thiết bị điện tử dân dụng vẫn sử dụng các loại thiết bị điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại (IR). Nhưng thiết bị điều khiển IR không phải là một giải pháp tối ưu nhất. Phạm vi điều khiển bị hạn chế, thiết bị và bộ điều khiển phải trong tầm nhìn thẳng, điều này có nghĩa là khi điều khiển phải nhằm thẳng vào thiết bị. Thiết bị phải được đặt ở bên ngoài, không được để trong tủ kín. Nếu chúng ta muốn điều khiển một thiết bị sử dụng công nghệ IR thì khi điều khiển chúng ta phải ở trong phòng đặt thiết bị và trong một phạm vi nhất định. Ngoài ra đối với điều khiển từ xa bằng cách sử dụng tần số vô tuyến (RF) bổ xung thêm những tính năng linh hoạt hơn trên cơ sở các tính năng có sẵn trong bộ điều khiển IR. Bộ điều khiển từ xa bằng RF có thể điều khiển 2 chiều, tốc độ truyền thông cao và không cần phải trên một tầm nhìn, tín hiệu cụ thể được truyền qua tường và qua các tầng trong nhà. Điều khiển từ xa bằng RF là bộ điều khiển đặc biệt thích hợp cho các thiết bị bên trong tủ hoặc từ phòng khác. Hơn nữa, bộ điều khiển từ xa RF có thể sử dụng màn hình hiển thị tương tác được gắn trực tiếp trên bộ điều khiển, vì thế mà ta có thể giám sát ngôi nhà tự động của mình, chọn chức năng giải trí và các thông số điều khiển. Bộ điều khiển RF cũng cho phép ta sử dụng để điều khiển từ bất cứ nơi nào trong ngôi nhà của ta mà không cần phải đứng trước thiết bị đó. Và hơn thế nữa là ứng dụng điều khiển từ xa vào robot công nghiệp. Robot công nghiệp có thể giúp chúng ta vận chuyển và bốc dỡ hàng hóa một cách thuận tiện, an toàn, hiệu quả, năng suất. Với các bộ điều khiển từ xa RF sẽ thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới xung quanh cũng như cách chúng ta quan tâm đến môi trường. Những đối tượng được điều khiển có thể ở trên không gian, ở dưới đáy biển sâu hay ở một vùng xa xôi hẻo lánh nào đó trên mặt địa cầu. Thế giới càng phát triển thì lĩnh vực điều khiển cần phải được mở rộng hơn. Việc ứng dụng điều khiển từ xa vào thông tin i liên lạc đã mang lại nhiều thuận lợi cho xã hội loài người , thông tin được cập nhật hơn nhờ sự chính xác và nhanh chóng của quá trình điều khiển từ xa trong đo lường từ xa. Ngoài ra điều khiển từ xa còn được ứng dụng trong kỹ thuật đo lường. Trước đây muốn đo độ phóng xạ của lò hạt nhân thì hết sức khó khăn và phức tạp nhưng giờ đây con người có thể ở một nơi hết sức an toàn nào đó cũng có thể đo độ phóng xạ của lò hạt nhân nhờ vào kỹ thuật điều khiển từ xa. Như vậy hệ thống điều khiển từ xa đã hạn chế được mức độ phức tạp của công việc và đảm bảo an toàn cho con người. Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như những trò chơi giải trí (robot, xe điều khiển từ xa…) cho đến những ứng dụng gần gũi với con người cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất. Xuất phát từ những đặc trưng đó nhóm tác giả đã nghiên cứu và biên soạn tập bài giảng điều khiển từ xa nhằm mục đích phục vụ cho quá trình học tập và nghiên cứu của sinh viên Khoa Điện - Điện tử Tập bài giảng này được viết theo chương trình học phần Điều khiển từ xa đã được phê duyệt. Trong đó chương 1 giới thiệu khái quát về cấu trúc các hệ thống đo và điều khiển từ xa. Chương 2 trình bày hệ thống mã và thiết bị mã và phân tích ưu nhược điểm của từng loại mã. Chương 3 sẽ giới thiệu về các kênh thông tin liên lạc thường sử dụng trong quá trình điều khiển từ xa, đồng thời cũng đưa ra những đánh giá về điểm mạnh và yếu của mỗi loại kênh. Trong chương 4 sẽ trình bày những lý thuyết cơ bản về truyền tin. Chương cuối sẽ đánh giá chất lượng và độ tin cậy của cả hệ thống. Trong các chương cùng với lý thuyết đã đưa vào các ví dụ bài tập có lời giải. Cuối mỗi chương có các bài tập củng cố lý thuyết. Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi sai sót, kính mong sự chỉ giáo của quý thầy, cô và bạn đọc. ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... i CHƯƠNG 1. CÁC HỆ THỐNG ĐO ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ........................................ 1 1.1. Khái quát chung ....................................................................................................... 1 1.1.1. Hệ thống đo điều khiển từ xa ............................................................................ 2 1.1.2. Việc chọn phương pháp điều chế...................................................................... 3 1.1.3. Các đặc tính quan trọng của hệ thống đo xa ..................................................... 4 1.1.4. Tính toán các đặc tính thống kê sai số của hệ thống đo xa liên tục và tuyến tính (hệ thống dừng tuyến tính) .................................................................................. 6 1.1.5. Lựa chọn tối ưu chu kỳ rời rạc hoá trong hệ thống đo xa ................................. 9 1.2. Hệ thống đo xa tần số ............................................................................................. 11 1.2. ...