(Luận văn) nghiên cứu, thiết kế hệ điều khiển đa biến đối tượng công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ VĂN LINH lu an n va NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN ĐA BIẾN ĐỐI TƯỢNG CÔNG NGHIỆP p ie gh tn to d oa nl w Chuyên ngành : Điều khiển tự động hóa nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT lm ul ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA z at nh oi z NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : m co l gm @ TS Nguyễn Huy Phương an Lu n va Hà Nội – 2015 ac th si LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực tơi Ngồi tài liệu liệt kê danh mục tài liệu tham khảo, đảm bảo không chép cơng trình thiết kế người khác Hà Nội, ngày…… tháng…… năm 2015 Người thực lu an n va Vũ Văn Linh p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC lu an n va tn to LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 1.1 Các khái niệm điều khiển trình .5 1.1.1 Quá trình biến trình 1.1.2 Phân loại trình 1.1.3 Các vấn đề đặc thù điều khiển trình 1.1.4 Mục đích chức điều khiển trình .8 1.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển trình 10 1.2.1 Thiết bị đo 11 1.2.2 Thiết bị chấp hành 16 1.2.3 Thiết bị điều khiển 20 p ie gh Chương 2: MƠ TẢ TỐN HỌC MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ĐA BIỂN 21 2.1 Mục đích ý nghĩa việc xây dựng mơ hình thí nghiệm 21 2.2 Mơ hình hóa đối tượng 22 Chương 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐA BIẾN 28 3.1 Cách sách lược điều khiển đơn biến .29 3.1.1 Sách lược điều khiển truyền thẳng 29 3.1.2 Sách lược điều khiển tầng 31 3.1.3 Sách lược điều khiển phản hồi 32 3.1.4 Sách lược điều khiển tỉ lệ 34 3.2 Điều khiển đa biến 34 3.2.1 Bộ điều khiển tập trung .35 3.2.2 Bộ điều khiển phi tập trung 42 3.3 Tính tốn điều khiển đa biến phi tập trung 43 3.3.1.Ma trận hệ số tương tác(RGA) 43 3.3.2 Điều khiển tách kênh 47 Chương 4: MƠ PHỎNG Q TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐA BIẾN 51 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ lu an n va Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển trình 11 Hình 1.3 Cấu trúc thiết bị đo 11 Hình 1.4 Một số hình ảnh thiết bị đo cơng nghiệp 12 Hình 1.5 Đáp ứng độ tiêu biểu thiết bị đo 16 Hình 1.6 Cấu trúc thiết bị chấp hành 17 Hình 1.7 Một số hình ảnh van điều khiển cơng nghiệp 17 Hình 1.8 Các đặc tính dịng chảy cố hữu 18 Hình 1.9 Cấu trúc thiết bị điều khiển 19 Hình 2.1 Các biến trình đối tượng bình trộn 22 gh tn to Hình 1.1 Quá trình phân loại biến trình 26 p ie Hình 2.2 Mơ hình bình trộn 29 Hình 3.2 Cấu trúc điều khiển tầng 31 oa nl w Hình 3.1 Sơ đồ điều khiển truyền thẳng 33 Hình 3.4 Cấu trúc điều khiển phản hồi 33 Hình 3.5 Cấu trúc điều khiển đa biến tập trung 36 Hình 3.6 Cấu trúc hệ điều khiển ma trận DMC 38 Hình 3.7 Cấu trúc điều khiển đa biến phi tập trung 43 Hình 3.8 Mơ hình đa biến đầu vào đầu 44 Hình 3.9 Mơ hình đa biến đầu vào đầu 47 d Hình 3.3 Cấu trúc điều khiển phản hồi nf va an lu z at nh oi lm ul z gm Hình 4.1 Đáp ứng độ đầu vào hệ thống 48 @ Hình 3.10 Sơ đồ cấu trúc tách kênh hoàn toàn 59 m an Lu Hình 4.4 Đáp ứng độ đầu vào L đến đầu X D 58 co Hình 4.3 Đáp ứng độ đầu vào V đến đầu XB l Hình 4.2 Đáp ứng độ đầu vào L đến đầu X B 58 59 n va ac th si lu an n va 60 Hình 4.6 Đáp ứng nhiễu 60 Hình 4.7 Đáp ứng đầu vào F đến đầu XB 61 Hình 4.8 Đáp ứng đầu vào Z F đến đầu X B 61 Hình 4.9 Đáp ứng đầu vào F đến đầu XD 62 Hình 4.10 Đáp ứng đầu vào Z F đến đầu XD 62 Hình 4.11 Quá độ XD theo L 67 Hình 4.12 Quá độ X B theo V 70 Hình 4.13 Sơ đồ mơ Simulink 70 Hình 4.14 Đáp ứng đầu X D, X B khơng có nhiễu 71 Hình 4.15 Sơ đồ mơ có nhiễu 3s 71 Hình 4.16 Đáp ứng X D, XB có nhiễu 72 gh tn to Hình 4.5 Đáp ứng độ đầu vào V đến đầu XB 72 Hình 4.18 Đáp ứng X B , XD có khâu bù nhiễu 73 Hình 4.19 Đáp ứng khối bù D 73 Hình 4.20 Đáp ứng hệ thống Simulink 76 p ie Hình 4.17 Sơ đồ mơ có khâu bù nhiễu d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, ngành cơng nghiệp lượng hóa chất ngành cần ưu tiên trọng đầu tư phát triển trang thiết bị công nghệ Và với xu tất yếu đó, lĩnh vực điều khiển q trình chiếm vị trí quan trọng hàng đầu tự động hóa cơng nghiệp Việc học tập thực nghiệm điều khiển trình thực cần thiết kỹ sư ngành điện - tự động hóa Tuy nhiên, hệ thống điều khiển trình thường phức tạp tốn kém, nên việc điều khiển trình lu an cơng nghiệp thường gặp nhiều khó khăn Từ nhu cầu thực nghiệm đó, tơi tìm n va hiểu thực đề tài đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế hệ điều khiển đa biến đối tượng công nghiệp” Nội gh tn to Trong luận văn , tơi sâu tìm hiểu điều khiển q trình thực p ie dung luận văn chia làm chương sau: Chương 1: Tổng quan điều khiển q trình nl w Chương 2: Mơ tả tốn học hệ thống điều khiển q trình đa biến d oa Chương 3: Thiết kế điều khiển đa biến an lu Chương 4: Mô trình điều khiển đa biến nf va Để hồn thành luận văn trên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến lm ul thầy giáo TS Nguyễn Huy Phương, người ln tận tình hướng dẫn bảo tơi q trình làm luận văn Tuy nhiên cịn hạn chế thân nên chắn để luận văn hoàn chỉnh z at nh oi luận văn tơi cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận đóng góp thầy z @ gm Hà Nội, ngày tháng năm 2015 m co l Người thực an Lu n va ac th si Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 1.1 Các khái niệm điều khiển trình Khái niệm điều khiển trình hiểu ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động điều khiển, vận hành giám sát trình công nghệ, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu sản xuất an toàn cho người, máy móc mơi trường 1.1.1 Q trình biến trình Quá trình định nghĩa trình tự diễn biến vật lý, hóa học, lu an vật chất, lượng thơng tin biến đổi, vận chuyển lưu trữ Quá n va trình cơng nghệ q trình liên quan đến biển đổi, vận chuyển lưu trữ sản xuất lượng Trạng thái hoạt động diễn biến trình thể gh tn to vật chất lượng, nằm dây chuyền công nghệ nhà máy p ie qua biến trình d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 1.1 Quá trình phân loại biến trình n va ac th si Một biến vào đại lượng điều kiện phản ánh tác động từ bên vào q trình, ví dụ lưu lượng dịng ngun liệu, nhiệt độ nước cấp nhiệt, trạng thái đóng/mở rơ-le sợi đốt,… Một biến đại lượng điều kiện thể tác động trình bên ngồi Ví dụ: nồng độ lưu lượng sản phẩm ra, nồng độ khí thải mức bình thường hay cao Biến cần điều khiển (controlled variable) biến biến trạng thái trình điều khiển, điều chỉnh cho gần với giá trị mong muốn hay giá trị đặt (set point) bám theo biến chủ đạo/tín hiệu mẫu (command lu variable/reference signal) Các biến điều khiển liên quan hệ trọng đến vận hành an n va ổn định, an toàn hệ thống chất lượng sản phẩm Nhiệt độ, mức, lưu thống điều khiển trình Các biến biến trạng thái cịn lại q trình có gh tn to lượng, áp suất nồng độ biến cần điều khiển tiêu biểu hệ Biến điều khiển (manipulated variable) biến vào q trình p ie thể đo, ghi chép hiển thị.„ nl w can thiệp trực tiếp từ bên ngoài, qua tác động tới biến theo ý muốn Trong d oa điều khiển trình lưu lượng biến điều khiển tiêu biểu an lu Những biến thiên vào cịn lại khơng can thiệp cách trực tiếp hay nf va gián tiếp phạm vi trình quan tâm coi nhiễu Nhiễu tác động lên q trình cách khơng mong muốn, cần có biện pháp nhằm loại bỏ lm ul giảm thiểu ảnh hưởng Có thể phân biệt hai loại nhiễu có đặc z at nh oi trưng khác hẳn nhiễu trình (disturbance) nhiễu đo (noise) Nhiễu trình biến vào tác động lên trình kỹ thuật cách cố hữu không can thiệp được, ví dụ trọng lượng cần nâng, thành phần nhiên liệu,… Còn z gm @ nhiễu đo hay nhiễu tạp nhiễu tác động lên phép đo, gây sai số giá trị đo l co 1.1.2 Phân loại q trình m Các q trình cơng nghệ phân loại theo nhiều quan điểm khác an Lu nhau: n va ac th si  Phân loại dựa số lượng biến vào biến : Một q trình có biến gọi q trình đơn biến, cịn có nhiều biến gọi trình đa biến Hầu hết q trình cơng nghệ đa biến  Phân loại dựa đặc tính đại lượng đặc trưng (biến đầu biến trạng thái tiêu biểu), ta phân loại q trình thành trình liên tục, trình gián đoạn, trình rời rạc, trình mẻ 1.1.3 Các vấn đề đặc thù điều khiển q trình  Quy mơ ứng dụng: Hầu hết dây chuyền công nghệ lĩnh vực lu điều khiển q trình có quy mơ vừa lớn Quy mơ an va hiểu theo hai nghĩa, quy mô phạm vi chức điều khiển cần thực n quy mô mặt tổ chức sản xuất to tn  Chức điều khiển: Bài toán điều chỉnh chức tiêu biểu p ie gh quan trọng hệ thống điều khiển trình Các đại lượng cần quan tâm q trình cơng nghệ trước hết biến liên tục w tương tự, đặt yêu cầu đặc trưng cho khả chuyển đổi xử oa nl lý tín hiệu thiết bị đo, điều khiển chấp hành Việc thực thi d đồng thời nhiều vòng điều chỉnh chức điều khiển khác đặt lu an yêu cầu khả đáp ứng tính thời gian thực hệ thống nf va Phần lớn đại lượng đặc trưng trình công nghệ diễn biến lm ul tương đối chậm nên phương pháp điều khiển không cần yêu cầu cao thời gian thực phải phương pháp tin cậy z at nh oi kiểm chứng nhiều thực tế  Yêu cầu cao độ tin cậy tính sẵn sàng Yêu cầu cao độ tin cậy z làm tăng chi phí đầu tư cho giải pháp điều khiển, chi phí @ gm chiếm phần nhỏ so với hệ thống thiết bị - điện thiết bị l công nghệ m co  Khả vận hành điều khiển trình: Khả vận hành an Lu trình cơng nghệ liên quan tới thiết kế cơng nghệ điều kiện ràng buộc liên quan Giới hạn vật lý trang thiết bị n va ac th si quan hệ phụ thuộc đại lượng trở ngại không nhỏ việc thực giải pháp điều khiển Đặc biệt, q trình cơng nghệ đại thường thiết kế tối ưu mặt an toàn, tiết kiệm lượng chi phí đầu tư, lại gây khó khăn cho việc thiết kế điều khiển  Mơ hình khơng xác: Các q trình cơng nghệ đối tượng MIMO, chứa đựng nhiều quan hệ vật lý, hóa học sinh học phức tạp nên việc xây dựng mơ hình tốn học gặp nhiều khó khăn Việc tiến hành thực nghiệm khơng phải dễ dàng liên quan tới vận lu hành hệ thống lớn chi phí tốn Do mơ hình tốn học an va có thường gần bỏ qua nhiều yếu tố n động học yếu tố khác ie gh tn to 1.1.4 Mục đích chức điều khiển trình Trước tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển trình, người p kỹ sư phải làm rõ mục đích điều khiển chức hệ thống cần thực nl w nhằm đạt mục đích Toàn chức hệ thống điều d lu đây: oa khiển q trình phân loại xếp nhằm phục vụ năm mục đích sau nf va an  Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru: Giữ cho hệ thống hoạt động ổn định điểm làm việc chuyển chế độ cách trơn lm ul tru, đảm bảo điều kiện theo yêu cầu chế độ vận hành, kéo dài z at nh oi tuổi thọ máy móc, vận hành thuận tiện Tại việc vận hành ổn định q trình lại có vai trò quan trọng vậy? z gm @ Thứ nhất, vận hành ổn định đồng nghĩa với trạng thái cân vật chất lượng, dẫn đến đảm bảo yêu cầu chế độ làm việc l co thiết bị Thứ hai, hệ thống vận hành ổn định đồng nghĩa với tín hiệu điều m khển giữ cố định thay đổi Vì vậy, thiết bị chấp hành an Lu phải làm việc phải thay đổi chế độ làm việc, tuổi thọ máy móc n va ac th si kp (1 TI s) (1 TI s)  R ( s) k p (1  )  TI s TI s TR s Với TR  TI kp Hàm truyền hệ hở: H 0= G( X D _ L ) *R1= (1 TI s) 0.75 (1 0.2498 )s (1 4.5455s) TR s Chọn T1= 4,5455 đó: H0= G( X D _ L ) *R1= Hàm truyền hệ kín : Hk= 0.75 (1 0.2498 s) TR s lu an 0.75 = = Hchuẩn (1 0.2498 )sTR s0.75 0.2498T R TR s1 s  0.75 0.75 n va Theo phương pháp tối ưu độ lớn Hchuẩn hàm truyền đạt hệ mong muốn 2T s 2 Ts 1 gh tn to H chuan  p ie Khi 2 0.2498TR TR  TR=0.3747  * 0.75 * 0.75 w Bộ điều khiển có hàm truyền đạt: d oa nl (1 4.5455 s) R( s)  0.3747s nf va an lu Mô chất lượng hệ sau có điều khiển lm ul 'tinh bo dieu khien cua L cho XD' G_XD_L=tf([0.5465 10.36],[1 19.22 66.98 13.81]) H0=G_XD_L*R1 z Hk=feedback(H0,1) z at nh oi R1=tf([4.5455 1],[0.3747 0]) @ gm step(Hk) m co l KẾT QUẢ: an Lu tinh bo dieu khien cua L cho XD G_XD_L = n va ac th 65 si 0.5465 s + 10.36 s^3 + 19.22 s^2 + 66.98 s + 13.81 Continuous-time transfer function R1 = 4.545 s + lu - an n va 0.3747 s gh tn to Continuous-time transfer function 2.484 s^2 + 47.64 s + 10.36 p ie H0 = nl w - d oa 0.3747 s^4 + 7.202 s^3 + 25.1 s^2 + 5.175 s an lu nf va Continuous-time transfer function lm ul Hk = z at nh oi 2.484 s^2 + 47.64 s + 10.36 0.3747 s^4 + 7.202 s^3 + 27.58 s^2 + 52.81 s + 10.36 z gm @ Continuous-time transfer function m co l an Lu n va ac th 66 si lu an n va p ie gh tn to w Hình 4.11 Đáp ứng độ XD theo L oa nl Thiết kế mạch vòng điều khiển R2: d Xét mạch vịng điều khiển R2 có hàm truyền đối tượng: lu nf va an -0.4263 s^2 - 2.273 s - 1.03 G(X B_V ) : - lm ul s^3 + 19.22 s^2 + 66.98 s + 13.81 z at nh oi G( X B _V )  - 0.4263 (s 4.832) (s 0.4998) - 0.0745 (1 0.207s)(12s)  (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22) (1  0.0679s) (1 0.2346s) (1 4.5455s) l gm (1 TI s) - 0,0745 (1 0.2346s)(1 2.4776s) TR s m co Hàm truyền hệ hở: H 0= G(X B_V ) *R2= @ - 0,0745 G( X B _V )  (1 0.2346s)(1 2.4776s) z Xấp xỉ hàm truyền đạt đối tượng dạng sau: an Lu n va ac th 67 si Chọn T1= 2.4776 đó: H0= G( X D _ L ) *R1= Hàm truyền hệ kín : Hk= - 0,0745 (1 0.2346s)TR s - 0,0745 = TR (1 0.2346s)TR s - 0.0745 2346TR s  s 1 0.0745 0.0745 T TR  I 2kT1 =2*-0.0745*0.2346=-0.035 kp Bộ điều khiển có hàm truyền đạt: R( s)  (1 2.4776 s) - 0.035 s lu an Mô chất lượng hệ sau thiết kế điều khiển: n va G_XB_V=tf([-0.4263 -2.273 -1.03],[1 19.22 66.98 13.81] ) tn to R2=tf([-2.4776 -1],[0.035 0]) gh H02=G_XB_V*R2 p ie Hk2=feedback(H02,1) d oa G_XB_V = nl Kết w step(Hk2) an lu nf va -0.4263 s^2 - 2.273 s - 1.03 lm ul - s^3 + 19.22 s^2 + 66.98 s + 13.81 z at nh oi Continuous-time transfer function z l gm @ R2 = co -2.478 s - m an Lu 0.035 s n va ac th 68 si Continuous-time transfer function H02 = 1.056 s^3 + 6.058 s^2 + 4.825 s + 1.03 0.035 s^4 + 0.6727 s^3 + 2.344 s^2 + 0.4834 s Continuous-time transfer function lu an n va 1.056 s^3 + 6.058 s^2 + 4.825 s + 1.03 ie gh tn to Hk2 = p d oa nl w 0.035 s^4 + 1.729 s^3 + 8.402 s^2 + 5.308 s + 1.03 nf va an lu Continuous-time transfer function z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 69 si lu an n va gh tn to p ie Hình 4.12 Đáp ứng độ XB theo V w Mô hệ thống sau thiết kế điều khiển công cụ simulink: d oa nl Khi khơng có nhiễu: nf va an lu z at nh oi lm ul z co l gm @ m Hình 4.13 Sơ đồ mô simulink an Lu n va ac th 70 si Kết đáp ứng XB XB: lu an n va to gh tn Hình 4.14 : Đáp ứng X B, X D khơng có nhiễu p ie Khi có nhiễu t=3s: d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 4.15 Sơ đồ mơ có nhiễu thời điểm 3s n va ac th 71 si Kết thu được: lu an n va tn to Hình 4.16 Đáp ứng XB, XD có nhiễu gh Ta nhận thấy nhiễu ảnh hưởng tới XB X D ta thiết kế khâu bù nhiễu p ie cho XD XB d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình: 4.17 sơ đồ mơ có khâu bù nhiễu n va ac th 72 si lu an va n Hình: 4.18 Đáp ứng XB, X D có bù nhiễu  Với hệ thống hồn tồn điều khiển theo cấu trúc phân tán, hệ cho đáp ứng tốt, có chịu ảnh hưởng nhiễu không nhiều Khắc phục tốt p ie gh tn to Nhận xét: w có khâu bù nhiễu oa nl  Tuy nhiên đáp ứng XD ta thấy có phần đáp ứng ngược không d khắc phục theo cấu trúc điều khiển phân tán có tác động xen lu an kênh kênh điều khiển Điều khắc phục điều khiển nf va theo cấu trúc tách kênh z at nh oi   G(s)=  =    lm ul Ta có G(s)=C(SI - A) -1B  =M(s).N(s)  0.3737 (s 10.51) (s 2.988)  (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22)  M ( s) N (s ) 0.54652 (s 18.95)   (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22)  z l gm @ - 0.4263 (s 4.832) (s 0.4998) (s 14.73) (s 4.262) (s  0.22) G( s)  0.47908 (s - 0.8842)  (s 14.73) (s 4.262) (s  0.22)  m co Ta có an Lu n va ac th 73 si  (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22) M         (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22)    (s  0.4998) 0.3737 (s 10.51) (s 2.988) - 0.4263 (s 4.832)  0.47908 (s - 0.8842) 0.54652 (s 18.95)   N=  D=N -1 lu  (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22) GD ( s) M ( s)     an     (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22)   va n Sử dụng matlab để tìm D ta có: tn to clc; ie gh N11=tf([-0.4263 -2.273 -1.03],1) p N12=tf([0.3737 5.04 11.74],1) nl w N21=tf([0.4791 -0.4236],1) oa N22=tf([0.5465 10.36],1) d N=[N11 N12;N21 N22] From input to output 1: -0.4263 s^2 - 2.273 s - 1.03 z at nh oi N= lm ul Kết Quả: nf va an lu nghicdaoN=inv(N) z @ 2: 0.4791 s - 0.4236 l gm From input to output 1: 0.3737 s^2 + 5.04 s + 11.74 co m 2: 0.5465 s + 10.36 an Lu Continuous-time transfer function n va ac th 74 si nghicdaoN = From input to output -1.326 s - 25.14 1: s^3 + 19.21 s^2 + 66.99 s + 13.83 1.163 s - 1.028 2: s^3 + 19.21 s^2 + 66.99 s + 13.83 From input to output lu 0.907 s^2 + 12.23 s + 28.49 an va 1: - n s^3 + 19.21 s^2 + 66.99 s + 13.83 to gh tn 1.035 s^2 + 5.517 s + 2.5 ie 2: - p s^3 + 19.21 s^2 + 66.99 s + 13.83 nl w Continuous-time transfer function d oa Như ta thiết kế khâu bù tách kênh sau: nf va an lu z at nh oi lm ul z co l gm @ m Hình 4.19: Sơ đồ mơ khối bù D an Lu n va ac th 75 si Khi kênh độc lập hàm truyền đối tượng kênh giống dạng đơn giản: GD ( S)  13.81  (s  14.73) (s 4.262) (s 0.22) (1  4.5485s )(1 0.235s )(1 0.068s ) Xấp xỉ số thời gian nhỏ ta có: GD (S )  13.81 (1 4.5485s)(10.303s) Để thiết kế điều khiển PID cho đối tượng ta dùng phương pháp tối ưu module: lu   an         Sau thiết kế ta mô công cụ simulink: n va   p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z @ l gm Hình 4.20 Sơ đồ mơ hệ thống Simulink m co Kết thu sau: an Lu n va ac th 76 si lu an n va Khi chưa bù nhiễu: p ie gh tn to Khi có bù nhiễu: d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Nhận xét:  Khi điều khiển tách kênh khơng cịn tương tác kênh với nên z đáp ứng đầu khơng cịn đáp ứng ngược @ gm  Tuy nhiên hệ thống nhạy cảm với nhiễu với sai lêch mơ hình l bù tách kênh xây dựng dựa nghịch đảo hàm truyền đạt hệ m co thống an Lu n va ac th 77 si KẾT LUẬN Qua thiết kế tính tốn hệ điều khiển đa biến, ta thấy phức tạp điều khiển hệ thống xen kênh Có nhiều phương pháp để điều khiển hệ thời gian có hạn, luận văn nghiên cứu phương pháp dùng điều khiển phi tập trung để giải vấn đề xen kênh Đây đề tài có tính thực tiễn cao thiết thực cho ngành công nghiệp điều khiển đa biến Mặc dù thân có cố gắng giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo TS Nguyễn Huy Phương, nhiên lực hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp thầy lu bạn để luận văn tơi hồn thiện an n va Tôi xin chân thành cảm ơn! p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 78 si TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Minh Sơn (2006), Cơ sở hệ thống điều khiển trình, NXB Bách Khoa Hà Nội Nguyến Phùng Quang (2005), Matlap Simulink, NXB Khoa học kỹ thuật Phạm Công Ngô (2001), Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Dỗn Phước (2004), Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB Khoa học kỹ thuật lu Smith, C.A & A.B Corripio: Principles and practice or automatic process an va control second edition n G.C Goodwin & S.F Graebe & M.E Salgado (200), Control system design, p ie gh tn to Valparaiso d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 79 si