Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình

Ho n g MINH SƠN NGÀNH Đ íỆM y* Cơ SỞ HỆTHỐNG ĐIỂU KHIỂN QUA TRÌNH NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI H oàng M inh Sơn COSVHỆTH0HG Điều khiển q trình (Tái lần 4, có sửa chữa bổ sung) TRƯỜNG ĐẠI HQC «UY NH#N THƯ VIỆN W * 44*5^ N H À X U Ấ T B Ả N B Á C H KHOA H À NỘI - 2016 - M ã số: 169 - /C X B IP H /0 - /B K H N B iên m ục xuất ỉ>hẩm cửa Thư v iện Quốc gia V iệt N am H oàng M inh Sơn Cơ sỏ hệ th ố ng'điều khiển trìn h / H ồng M inh Sơn - T b ả n lần th ứ 4, có sửa chữa, bổ sung - H : Bách khoa H Nội, 2016 - 506tr : h ìn h vẽ, b ản g ; 24cm P h ụ lục: tr 469-489 ISBN: 978-604-93-8760-9 1 Điều k h iển tự động Mơ h ìn h hố T hiết k ế Giáo trìn h 629.8 - dc23 BKM 0035p-CIP Lời nói đầu Điều khiển q trình lĩnh vực ứng dụng quan trọng kỹ thuật điều khiên ngành cơng nghiệp lượng hóa chất (gọi chung công nghiệp chế biến process industry) Nội dung cụa lĩnh vực điều khiển q trình kêt nịi chặt chẽ nặn tảng lý thuyết điều khiển tự động với bàị toán ^ n cong nghẹ Phạm vi đê cập cụ thể tốn mơ' hình hóa, phân tích, thiết kế thực thi hệ thống điều khiển cho đối tượng q trình cơng nghệ „ „Đi! ĩ kbỉl n, q u í ình khơng Ph& m ột lĩnh vực mới, ln chiếm vị trí q n trọng hang đau tự động hóa cơng nghiệp Khác với ngành ể g ?p che tạo, bât nhà máy xi măng, nhà máy điên ay mọt n máy lọc dầu vận hành thiếu thống , *.g ien d° ng‘ Q trình tồn cầu hóa gần tạo nhiều thị trường tiêu ’ ° ng thoi gia tăng cạnh tranh m ạnh mẽ nhiều tập đoàn sản xua*' c„ 0anil nghi^p bu9c Pbải nâng cao mức độ tự đọng hóa dây chuyền sản , , g nang suat, chât lượng sản phẩm hạ giá thành sản xuất Sức ép nguyen bệư thô (yêu cầu tái chế), giảm tiêu thụ nhiên liêu khả T Ị tì với yêu CẾU tfai trường buộc kỹ sư phải đưa T T kề J trình cơng, nghệ thích họp h i ; nhựng đồng thời cững đặt s T h ĩ ế t Ĩ i " CZ n ch° ệ thống ^ ều khien tự động cho người kỹ thiết b ĩd *ế t ỉ - m o Nhìn từ • gĨC độ kbác, tiến bô công nghệ thiêt bị điếu khiến (DCS PĩrVHA/TT TDD * v f thuận lợi cho việc cài W, T ĩ ’"0 n gày,càng T đ;ề u k ịện /4,*à A ' '■ ' cai a a ư A(s) + a;s + + o^í» Ls (B.20) G(s) gọi hàm bền có tính giải tích nửa trái m ặt phẳng phức Re(s) > , tức điểm cực nằm bên trái trục ảo G(s) hàm bền điều kiện cần đủ để hệ ổn định Ngoài ra, G gọi • hợp thức G(joo) số hữu hạn, tức m < n • hợp thức chặt G(joo) = 0, tức m < n • song hợp thức G G hợp thức, tức m = n 482 P hụ lục B Hai chuẩn thông dụng củá hàm truyền chuẩn bậc chuẩn vô định nghĩa sau: C huẩn bậc ||G(s)||2 = Ị ^ - f œ |G(ju;)|2 du j (B.21) C huẩn oo ||G(s)IL = sup|G (ju)| cư (B.22) Lưu ý G(s) hàm bền hợp thức chặt, quan hệ chuẩn bậc hai với chuẩn bậc hai hàm trọng lượng g(t) tương ứng xác lập định lý Parseval1: l|ơ(s)||2 = ( ¿ /_ °°|G (ju )|2d u ]1/2 = ( /_ " |s(í)| 2d t j /2 = ||í/(í)||2 (B.23) Do vậy, ta có cách diễn giải đơn giản cho chuẩn bậc hệ thống sau: Khi kích thích hệ (B.20) xung đơn vị, chuẩn bậc hai tín hiệu chuẩn bậc hệ thống: u(t) = 6(t) - b (í)||2 = ||C(S)||2 (B.24) Cho trường hợp tổng quát, cho tín hiệu vào u(t) bất kỳ, chuẩn vơ tín hiệu y(t) ước lượng dựa cơng thức sau: \\y(t)\L