Tự động hóa quá trình nhiệt 1

Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN I 1 P P H H ệ ệ N N I I L L L Y Y Y ẽ ẽ ẽ T T T H H H U U U Y Y Y T T T I I I ệ ệ ệ U U U C C C H H H ẩ ẩ ẩ N N N H H H T T T ặ ặ ặ ĩ ĩ ĩ N N N G G G CHặNG 1 : MĩT S ậNH NGHẫA VAè KHAẽI NIM C BAN CHặNG 2: TấNH CHT CUA I TặĩNG IệU CHẩNH VAè XY DặNG PHặNG TRầNH ĩNG HOĩC CUA NOẽ CHặNG 3: TấNH CHT CUA CAẽC Bĩ IệU CHẩNH VAè CAẽCH XY DặNG PHặNG TRầNH ĩNG HOĩC CU CHUẽNG CHặNG 4: CAẽC KHU TIU BIỉU CUA H THNG IệU CHẩNH Tặ ĩNG VAè CAẽC C TấNH ĩNG CUA CHUẽNG CHặNG 5: CAẽC C TấNH ĩNG CUA H THNG Tặ ĩNG CHặNG 6: TấNH ỉN ậNH CUA H THNG Tặ ĩNG CHặNG 7: TấNH TOAẽN H THNG Tặ ĩNG TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 2 CHỈÅNG 1 : MÄÜT SÄÚ ÂËNH NGHÉA V KHẠI NIÃÛM CÅ BN : 1.1 Så lỉåüc vãư quạ trçnh phạt triãøn ca LTÂCTÂ v mäüt säú thût ngỉỵ ca LTÂCTÂ: L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng l Khoa hc nghiãn cỉïu nhỉỵng ngun tàõc thnh láûp hãû tỉû âäüng vãư nhỉỵng quy lût ca cạc quạ trçnh xy ra trong hãû thäúng. Nhiãûm vủ chênh ca ngnh khoa hc ny l xáy dỉûng nhỉỵng hãû tỉû âäüng täúi ỉu v gáưn täúi ỉu bàòng nhỉỵng biãût phạp k thût , âäưng thåìi nghiãn cỉïu cạc váún âãư thüc vãư ténh hc v âäüng hc ca hãû thäúng âọ. Nhỉỵng phỉång phạp hiãûn âải ca l thuút âiãưu chènh tỉû âäüng giụ p chụng ta chn âỉåüc cáúu trục håüp l ca hãû thäúng, xạc âënh trë säú täúi ỉu ca thäng säú, âạnh giạ tênh äøn âënh v nhỉỵng chè tiãu cháút lỉåüng ca quạ trçnh âiãưu chènh. Tiãưn thán ca män khoa hc k thût âiãưu chènh tỉû âäüng ngy nay l k thût v l thuút âiãưu chènh mạy håi nỉåïc bàõt âáưu vo thåìi k Cạch mảng cäng nghiãûp ca CNTBn. Nàm 1765 xút hiãûn mäüt cå cáúu âiãưu chènh cäng nghiãûp âáưu tiãn âọ l bäü âiãưu chènh tỉû âäüng mỉïc nỉåïc trong näưi håi ca Nh cå hc Nga U - U - ΠΟΛΖΥΗΟΒ (Pälzunäúp ) Hãû thäúng âiãưu chènh mỉïc nỉåïc ny âỉåücthãø hiãûn så lỉåüc trãn hçnh v sau: Gáưn 20 nàm sau, nàm 1784 Jame Watt nh cå hc ngỉåìi Anh â nháûn bàòng sạng chãú vãư bäü âiãưu täúc mạy håi nỉåïc kiãøu con quay ly tám. Vãư ngun l âiãưu chènh thç bäü âiãưu täúc ca Jame Watt khäng khạc so våïi bäü âiãưu chènh mỉïc nỉåïc ca Polzunäúp, nhỉng khạc hon ton vãư cáúu tảo v mủc âêch ỉïng dủng. Håi nỉåïc Nỉåïc cáúp Q y µ Hçnh 1.1: Bäü âiãưu chènh mỉïc nỉåïc trong näưi håi TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 3 Ngun l hoảt âäüng : Chuøn âäüng quay ca trủc mạy håi nỉåïc âỉåüc chuøn mäüt cạch t lãû thnh chuøn âäüng ca con quay ly tám. Hai qu trng khi chuøn âäüng quay quanh trủc âỉïng tảo ra lỉûc ly tám v nhåì hãû thäúng thanh truưn lỉûc, kẹo theo sỉû chuøn dëch ca con trỉåüt M lãn phêa trãn cho âãún khi cán bàòng våïi lỉûc l xo L . Nhỉ thãú âäü dëch chuøn ca con trỉåüt M liãn hãû chàût ch våïi täúc âäü quay y ca mạy håi nỉåïc, cạnh tay ân l 1 , l 2 lm chuøn dëch trủc van âiãưu chènh theo hỉåïng chäúng lải chiãưu thay âäøi täúc âäü quay ca mạy håi nỉåïc. Nhỉ váûy täúc âäü quay ca mạy håi nỉåïc âỉåüc giỉỵ åí mäüt giạ trë cán bàòng no âọ phủ thüc vë trê cå cáúu âënh trë Z. Cạc bäü âiãưu chènh ca Pälzunäúp v ca Jame Watt âãưu tảo ra sỉû chuøn âäüng van âiãưu chènh chè nhåì vo nàng lỉåüng trỉûc tiãúp ca cå cáúu âo nãn cọ tãn gi l cạc bäü âiãưu chènh trỉûc tiãúp. Theo u cáưu phạt triãøn cäng sút ca thiãút bë, cạc bäü pháûn ca van âiãưu chènh cọ kêch thỉåïc v trng lỉåüng ngy cng tàng. Do váûy lỉûc cn âäúi våïi cạc bäü pháûn chuøn âäüng cng tàng theo tåïi mỉïc cạ c bäü âiãưu chènh trỉûc tiãúp khäng â cäng sút âãø hoảt âäüng. Màût khạc chụng khäng cọ kh nàng duy trç chênh xạc giạ trë âải lỉåüng âiãưu chènh khi thay âäøi phủ ti ( thay âäøi cäng sút) Hiãûn tỉåüng âọ gi l âäü khäng âäưng âãưu ca qụa trçnh âiãưu chènh hay âiãưu chènh cọ âäü sai lãûch dỉ ( cọ sai säú ténh hc ) thỉûc váûy khi âäúi tỉåüng mang phủ ti måïi, cạnh måí ca cå quan âiãưu chènh phi cọ vë trê måïi tỉång ỉïng ( phủ ti cng låïn, cáưn lỉu lỉåüng håi, nỉåïc cng låïn .Mún váûy cỉía thoạt ca van âiãưu chènh phi måí cng räüng). Âãø gim âäü khäng âäưng âãưu ngỉåìi ta â cäú gàõng tàng t säú ca cạnh tay ân l 1 /l 2 . Song tàng t säú âọ âãún mäüt giạ trë no âọ thç gàûp hiãûn tỉåüng lả âäúi våïi k thåìi sn xút mạy håi nỉåïc cúi thãú k 18. Håi nỉåïc y µ l2 M Z L l1 TÚC BIN HÅI NỈÅÏC Hçnh 1.2: Bäü âiãưu chènh täúc âäü quay ca Túc bin TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 4 Âọ l hëãûn tỉåüng máút äøn âënh hãû thäúng âiãưu chènh tỉû âäüng, khi âảûi lỉåüüng âãưu chènh giao âäüng tåïi biãn âäü tàng khäng ngỉìng . Mi biãûn phạp âáúu tranh våïi hiãûn tỉåüng máút äøn âënh ca HT âiãưu chènh bàòng cạch gim ma sạt ca cạc khåïp näúi hồûc ci tiãún cå khê khạc âãưu khäng âem lải kãút qu. Vç váûy â xy ra thåìi k âçnh trãû sỉû phạt triãøn ca mạy håi nỉåïc . Sỉû kiãûn khng khiãúp trãn â gáy nh hỉåíng låïn tåïi mỉïc läi cún sỉû chụ ca cạc nh Bạc hc låïn thãú k 19. Cäng trçnh gii quút váún âãư äøn âënh âỉåüc J-C Maxwell våïi tiãu âãư “ vãư cạc bäü âiãưu chènh “ cäng bäú nàm 1868 â l tiãn âãư cho cạc tiãu chøn äøn âënh sau ny ra âåìi. Nhỉng do mäüt säú gii thiãút âån gi n họa váún âãư v kãút lûn xa thỉûc tãú lục báúy giåì nãn nghéa ca cäng trçnh khäng âỉåüc cạc chun gia âỉång thåìi nhçn tháúy. Cho âãúïn cúi thãú k 19 måïi cọ gii phạp hỉỵu hiãûu cho bi toạn vãư chãú âäü âiãưu chènh äøn âënh khäng cọ sai lãûch dỉ trong cạc mạy håi nỉåïc cäng sút låïn. Theo gii phạp âọ trong thnh pháưn ca bäü âiãưu chènh cọ thãm cå cáúu khuúch âải lỉûc ( tråü âäüng cå ) âãø lm chuøn dëch van âiãưu chènh v cå cáúu phn häưi phủ âãø thay âäøi âiãưu chènh âäüng hc ca bäü âiãưu chènh . L thuút âiãưu khiãøn v âiãưu chènh tỉû âäüng tỉì trỉåïc cho âãún nàm 30 ca thãú k 20 phạt triãøn ch úu trãn cå såí gii quút cạc váún âãư do thỉûc tãú tỉû âäüng họa mạy håi nỉåïc âàût ra. M trung tám ca l thuút l váún âãư äøn âënh ca hãû thäúng âiãưu chènh. Bàõt âáưu nhỉỵng nàm 30 ca thãú k 20 l thuút âiãưu chènh tỉû âäüng âỉåüc trang bë cạc dủng củ ca phỉång phạp táưn säú ráút phäø biãún cho âãún ngy nay nhỉ nàm 1932 cọ t/c H.Niquits v 1938 cọ t/c ca A.V.Mikhailov Thỉûc tãú trong quạ trçnh váûn hnh, cạc hãû thäúng âiãưu khiãøn ln ln chëu sỉû nh hỉåíng ca cạc tạc âäüng ngáùu nhiãn. Tỉì nhỉỵng nàm 40 - 60 ca thãú k 20 bàõt âáưu v phạt triãøn l thuút âiãưu khiãøn trong âiãưu kiãûn ngáøu nhiãn . y(t) t 0 Hçnh 1.3: Hãû thäúng âiãưu chènh máút äøn âënh TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 5 Thåìi k phạt triãøn hiãûn âải ngy nay ca l thuút âiãưu khiãøn tỉû âäüng v âiãưu khiãøn quạ trçnh nhiãût nọi riãng dỉûa trãn cå såí ỉïng dủng mạy tênh v k thût vi xỉí l . Cng nhỉ mi ngnh khoa ha khạc, âiãưu khiãøn hc cọ nhỉỵng khại niãûm v thût ngỉỵ riãng. Âãø xạc âënh cạc khại niãûm ta thäúng nháút cạc âënh nghéa trong cạc thût ngỉỵ vãư âiãưu khiãún hc nhỉ sau: + Nhiãùu âäüng : L cạc nhán täú nh hỉåíng xút hiãûn tỉì mäi trỉåìng xung quanh lm thay âäøi âải lỉåüng âiãưu khiãøn mäüt cạch khäng mong mún v l nhỉỵng tạc âäüng lm quạ trçnh sn xút khäng äøn âënh . Cọ hai loải nhiãùu âäüng  Nhiãùøu âäüng trong : l nhiãøu âäüng gáy ra phêa âáưu vo  Nhiãùu âäüng ngoi : l nhỉỵng nhiãøu âäüng gáy ra tỉì phêa phủ ti hay âáưu ra ca thiãút bë. + Tạc âäüng âiãưu chènh : L tạc âäüng khäúng chãú tỉì bãn ngoi âãø thay âäøi âải lỉåüng âiãưu chènh theo hỉåïng ph håüp våïi mủc âêch âiãưu khiãøøn, âỉa quạ trçnh sn xút vãư trảng thại äøn âënh nhỉỵng tạc âäüng âọ cọ thãø do con ngỉåìi hay mạy mọc thỉûc hiãûn trỉåìng håüp m mạy mọc hoảt âäüng hon ton khäng cọ tạc dủng ca con ngỉåìi tham gia gi l âiãưu chènh tỉû âäüng + Âäúi tỉåüng âiãưu chènh : L nhọm thiãút bë diãùn ra quạ trçnh cáưn âiãưu chènh trong âọ v chụng hoảt âäüng tảo nãn bn cháút cäng nghãû ca quạ trçnh sn xút. + Bäü âiãưu chènh : L nhọm thiãút bë tạc âäüng vo âäúi tỉåüng âiãưu chènh bàòưng nhỉỵng tạc âäüng lãûnh theo quy lût toạn hc nháút âënh nhàòm duy trç chãú âäü lm viãûc âënh trỉåïc ca hãû thäúng. + Cå quan âiãưu chènh : L nhỉỵng bäü pháûn âãø thỉûc hiãûn truưn tạc âäüng tỉì bäü âiãưu chènh âãún âäúi tỉåüng âiãưu chènh + Thäng säú ( âải lỉåüng ) âiãưu chènh : L nhỉỵng thäng säúï ca âäúi tỉåüng cáưn phi giỉỵ åí phảm vi cho phẹp hay âọ cng l thäng säú cäng nghãû xạc âënh trảng thại ca âäúi tỉåüng k thût . Giạ trë ca thäng säú âiãưu chènh m ta cáưn phi giỉỵ trong 1 giåïi hản cho trỉåïc gi l triû säú qui âënh hay âënh trë + Táûp håüp âäúi tỉåüng âiãưu chènh v bäü âiãưu chènh quan hãû våïi nhau theo mäüt thût toạn nháút âënh gi l hãû thäúng tỉû âäüng âiãưu chènh hay gi tàõt l hãû âiãưu chènh. TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 6 Hçnh nh ca mäüt hãû thäúng âiãưu chènh tỉû âäüng cọ thãø biãøu diãùn dỉåïi dảng så âäư chỉïc nàng thãø hiãûn sỉû tỉång tạc ( Biãøu diãùn bàòng mi tãn ) giỉỵa cạc pháưn tỉí hay nhọm thiãút bë (biãøu diãùn bàòng khäúi chỉỵ nháût) Trong hãû thäúng dỉåïi sỉû nh hỉåíng ca cạc nhiãùu loản tỉì mäi trỉåìng xung quanh mỉïc âäü chi tiãút ca så âäư v cạc pháưn tỉí cọ thãø khạc nhau ty theo tỉìng trỉåìng håüp củ thãø. Nhỉng nhçn mäüt cạch täøng thãø mi hãû thäúng tỉû âäüng âãưu âỉåüc biãøu diãùn dảng så âäư chỉïc nàng gäư m 2 pháưn tỉí cå bn l âäúi tỉåüng âiãưu chènh & bäü âiãưu chènh liãn hãû våïi nhau bàòng cạc âỉåìng thäng tin cọ âënh hỉåïng. ωο TÚC BIN HÅI NỈÅÏC Ho 1 2 3 1 3 2 Hçnh 1.4: Vê dủ vãư cạc bäü âiãưu chènh Vê dủ 1 : Våïi bäü âiãưu chènh mỉïc nỉåïc trong bãø 1- Táúm chàõn Cå quan âiãưu chènh 1 + 2 : Bäü âiãưu chènh 3 - Bãø nỉåïc: âäúi tỉåüng âiãưu chènh H o - Âënh trë Vê dủ 2 : Våïi bäü âiãưu chènh täúc âäü Tua bin 1 - Táúm chàõn Cå quan âiãưu chènh 1 + 2 : Hãû thäúng âiãưu chènh 3 -TB Cáưn giỉỵ cọ ω = const l a ì âäúi tỉåüng âiãưu chènh ω o : Âënh trë BÂC ÂTÂC Yo Y Xâc ÂTÂC Yo BÂC Xâc Y Mảch liãn hãû nghëch Hçnh: 1.5 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 7 Hãû thäúng m l âäúi tỉåüng âiãưu chènh & bäü âiãưu chènh láûp thnh vng kên cọ liãn hãû ngỉåüc gi l Hãû thäúng tỉû âäüng khẹp kên . Hãû thäúng m máút 1 trong cạc liãn hãû trãn gi l Hãû thäúng tỉû âäüng håí. Trong thỉûc tãú nghiãn cỉïu v thiãút kãú hãû kên cọ âäü phỉïc tảp gáúp bäüi so våïi hãû håí. Âäúi våïi hãû thäúng kên näøi báût lãn váún âãư chênh l tênh äøn âënh ca hãû thäúng v cháút lỉåüng âiãưu chènh. 1.2: Cạc ngun tàõc âiãưu chènh tỉû âäüng : 1.2.1: Ngun tàõc giỉỵ äøn âënh : Ngun tàõc giỉỵ äøn âënh âỉåüc thỉûc hiãûn theo 3 ngun tàõc cå bn sau a- Ngun tàõc b tạc âäüng bãn ngoi ( ngun tàõc âiãưu chènh theo nhiãùu âäüng ) Cå âäư cáúu trục: Âäúi våïi hãû thäúng ta cáưn tçm quan hãû xạc âënh sao cho Y = Y o = const Âáy l hãû thäúng håí nãn cọ cạc nhỉåüc âiãøm nhỉ khäng cọ liãn hãû nghëch nãn cọ khi lm hãû thäúng máút kh nàng lm viãûc, v cạc nhiãùu khọ âo âỉåüc chênh xạc . Do âọ hãû thäúng ny êt âỉåüc sỉí dủng b- Ngun tàõc âiãưu chènh theo âäü lãûch Så âäư cáúu trục: ÅÍ hãû thäúng ny tênh hiãûu ra Y ( lỉåüng âỉåüc âiãưu chènh ) âỉåüc phn häưi lải âáưu vo v so sạnh våïi tênh hiãûu vo tảo nãn âäü sai lãûch. ∆ y = Y - Y o Sai lãûch s tạc âäüng vo thiãút bë âiãưu chènh. Quạ trçnh âiãưu chènh s kãút thục khi sai lãûch bë triãût tiãu lục âọ ta cọ tên hiãûu ra Y - Y o BÂC ÂTÂC Y Xâc Yo Hçnh: 1.6 f BÂC ÂTÂC Y Xâc Yo ∆Y Hçnh: 1.7 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 8 c- Ngun tàõc âiãưu chènh häùn håüp : Loải ny tạc âäüng ca hãû thäúng nhanh , âäü tin cáûy cao, nhỉng giạ thnh lải cao 1.2.2: Ngun tàõc âiãưu chènh theo chỉång trçnh: Ngun tàõc âiãưu chènh theo chỉång trçnh thỉåìng ạp dủng do hãû thäúng håí v hãû thäúng kên . Ngun tàõc ny dỉûa vo u cáưu ca tên hiãûu ra y biãún âäøi theo thåìi gian våïi mäüt chỉång trçnh no âọ, chàóng hản nhỉ y = y(t). Dỉûa vo mä t toạn hc ca âäúi tỉåüng âiãưu khiãøn ta cọ thãø xạc âënh tên hiãûu âiãưu khiãøn Âãø âm bo bo âäü chênh xạc cao trong quạ trçnh âiãưu chènh theo chỉång trçnh ngỉåìi ta dng hãû thäúng kên thỉûc hiãûn theo 3 ngun tàõc :  Âiãưu chènh theo sai lãûch  Âiãưu chènh theo nhiãùu âäüng  Âiãưu chènh theo phỉång phạp häùn håüp 1.2.3: Ngun tàõc âiãưu chènh tỉû thêch nghi ( tỉû chênh âënh ) Khi cáưn âiãưu chènh nhỉỵng âäúi tỉåüng phỉïc tảp hồûc nhiãưu âäúi tỉåüng âäưng thåìi m phi âm bo cho mäüt tên hiãûu cọ giạ trë cỉûc trë hồûc mäüt chè tiãu täúi ỉu no âọ, thç ta phi dng ngun tàõc thêch nghi Så âäư cáúu trục : BÂC ÂTÂC Yo Y Xâc ∆Y f Hçnh: 1.8 BÂC ÂTÂC Yo Y Xâc Hçnh: 1.9 f TB chènh âënh TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 9 1.2.4: Ngun tàõc âiãưu chènh täúi ỉu ( âiãưu chènh cỉûc trë ) Y o = y ( t) Var l hm chỉa biãút Så âäư cáúu trục : Thiãút bë tênh toạn sn ra nhỉỵng tênh hiãûu l âãø âiãưu chènh 1.3: Phán loải cạc hãû thäúng tỉû âäüng: 1.3.1: Theo âënh trë ( Y o ) Nãúu dỉûa vo âënh trë Y o thç ta cọ thãø phán ra 3 loải  Hãû thäúng giỉỵ äøn âënh Y o = const  Âiãưu chènh chỉång trçnh Y o = y ( t ) biãút trỉåïc  Hãû thäúng ty âäüng Y o = y ( t ) = Var khäng biãút trỉåïc 1.3.2: Theo dảng tên hiãûu : Ta cọ :  Hãû thäúng liãn tủc : L hãû thäúng m táút c cạc tên hiãûu truưn tỉì vë trê ny âãún vë trê khạc trong hãû thäúng 1 cạch liãn tủc ( hm liãn tủc )  Hãû thäúng giạn âoản : L hãû thäúng m trong âọ cọ êt nháút 1 tên hiãûu biãøu diãùn bàòng hm giạn âoản theo thåìi gian 1.3.3: Theo dảng phỉång trçnh vi phán mä t hãû thäúng  Hãû thäúng tuún tênh : L hãû thäúng m âàûc tênh ténh ca táút c cạc phán tỉí l tuún tênh. Phỉång trçnh trảng thại mä t cho hãû thäúng tuún tênh l cạc phỉång trçnh tuún tênh. Âàûc âiãøm cå bn ca hãû thäúng ny thỉûc hiãûn âỉåüc ngun l xãúp chäưng. Tỉïc l nãúu hãû thäúng cọ nhiãưu tạc âäüng âäưng thåìi, thç phn ỉïng âáưu ra ca nọ l täøng táút c phn ỉïng do tỉìng tạc âäüng riãng l vo hãû thäúng  Hãû thäúng phi tuún : l hãû thäúng m trong âọ cọ 1 âàûc tênh ca mäüt phán tỉí l hm phi tuún. Phỉång trçnh trảng thại mä t cho hãû thäúng ny l phỉång trçnh phi tu ún. Âàûc âiãøm ca hãû thäúng phi tuún l khäng thỉûc hiãûn âỉåüc ngun l xãúp chäưng  Hãû thäúng tuún tênh họa : l hãû thäúng phi tuún âỉåüc tuún tênh họa. Tuún tênh họa cạc âàûc tênh phi tuún cọ nhiãưu phỉång phạp 1.3.4: Theo dảng thay âäøi dàûc tênh ca hãû thäúng: BÂC ÂTÂC Yo Y Xâc f TB tênh toạn Hçnh: 1.10 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 10  Hãû thäúng tỉû thêch nghi : Thêch nghi våïi c trỉåìng håüp âiãưu kiãûn thay âäøi .  Hãû thäúng khäng tỉû thêch nghi : Khäng tỉû chè âënh âỉåüc 1.3.5: Theo dảng nàng lỉåüng tiãu thủ:  Hãû thäúng âiãûn  Hãû thäúng khê nẹn  Hãû thäúng thy lỉûc  Hãû thäúng täøng håüp 1.3.6: Theo thäng säú âiãưu chènh:  Hãû thäúng âiãưu chènh nhiãût âäü ,  Hãû thäúng âiãưu chènh ạp sút ,  Hãû thäúng âiãưu chènh lỉu lỉåüng . . . 1.4: Nhiãûm vủ ca L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng: L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng nhàòm gii quút 2 nhiãûm vủ chênh 1.4.1: Phán têch hãû thäúng Nhiãûm vủ ny nhàòm xạc âënh âàûc tênh ca tên hiãûu ra ca hãû thäúng, sau âọ âem so sạnh våïi nhỉỵng chè tiãu u cáưu âãø âạnh giạ cháút lỉåüng âiãưu khiãøn ca hãû thäúng âọ. Mún phán têch hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng ngỉåìi ta dng phỉång phạp trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp âãø gii quút 2 váún âãư cå bn : váún âãư vãư tênh äøn âënh ca hãû thäúng v váún âãư cháút lỉåüng ca quạ trçnh âiãưu khiãøn : quạ trçnh xạc láûp trảng thại ténh v trảng thại âäüng ( quạ trçnh quạ âäü ). Âãø gi quút nhỉỵng váún âãư trãn ngỉåìi ta thỉåìng dng phỉång phạp mä hçnh toạn hc, tỉïc l cạ c pháưn tỉí ca hãû thäúng âiãưu khiãøn âãưu âỉåüc âàûc trỉng bàòng mäüt mä hçnh toạn v täøng håüp mä hçnh toạn ca cạc pháưn tỉí s cho mä hçnh toạn ca ton bäü hãû thäúng. Xạc âënh âàûc tênh äøn âënh ca hãû thäúng thäng qua mä hçnh toạn ca hãû thäúng våïi viãûc sỉí dủng l thuút äøn âënh trong toạn hc. Cạc bỉåïc âãø gii quút bi toạn äøn âënh l :  Láûp mä hçnh toạn ca tỉìng pháưn tỉí trong hãû thäúng ( phỉång trçnh vi phán hồûc hm truưn âảt )  Tçm phỉång phạp liãn kãút cạc mä hçnh toạn lải våïi nhau thnh mä hçnh toạn ca c hãû thäúng.  Xẹt äøn âënh ca hãû thäúng dỉûa v o l thuút äøn âënh. Tuy nhiãn viãûc láûp mä hçnh toạn ca cạc pháưn v ca hãû thäúng trong thỉûc tãú ráút khọ khàn, nãn ta dng phỉång phạp xẹt äøn âënh theo âàûc tênh thỉûc nghiãûm ( âàûc tênh táưn säú hồûc âàûc tênh thåìi gian ) Gii quút nhiãûm vủ phán têch cháút lỉåüng quạ trçnh âiãưu khiãøn cng cọ 2 phỉång phạp : trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp, thäng qua mä hçnh toạn hồûc âàûc tênh âäüng hc thỉûc nghiãûm . Gii quút váún âãư ny thỉåìng l gii hãû phỉång trçnh vi phán, vê têch phán v.v Ngoi ra trong l thuút âiãưu khiãøn tỉû âäüng, khi phán têch quạ trçnh quạ âäü ngỉåìi ta cn dng mạy tênh tỉång tỉû v mạy tênh säú. [...]... tênh họa 13 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I Phỉång phạp tuún tênh họa cạc hm phi tuún Gi sỉí cọ hm y = f (x1 , x2) Ta viãút thnh chøi taylo våïi säú gia ca hm y ∆y = 2 ⎤ 1 ⎡∂ 2 f ∂f ∂f (∆ x 1 )2 + 2 ∂ f ∆ x 1 ∂ f ∆ x 2 + ∂ f (∆ x 2 )2 ⎥ + ∆ x1 + ∆ x 2 + ⎢ 2 2! ⎣ ∂ x 1 ∂ x1 ∂x2 ∂ x1 ∂x2 ∂ x1 ⎦ Nãúu xem ∆x1 &∆ x2 l ráút nh thç têch ca chụng cọ thãø b qua ∂f ∂f ∆ y ≈ ∆ x 1 + ∆ x 2 ∂ x1 ∂x2 *... nỉåïc ) nhỉng váùn tha mn phỉång trçnh (3) Ta xẹt cạc vê dủ sau: 12 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I Vê dủ : Bçnh chỉïa khê Gv P1 , 1 Gr Hçnh 2.2: Bçnh chỉïa khê γ 1 o d P1 dγ =V dt P1 o d t ∆Gv - ∆Gr = V Ta cọ : (4) Vê dủ 2 : Bçnh hàòng nhiãût R θ q I q2 1 Hçnh 2.3: Bçnh hàòòng nhiãût ∆ q1 − ∆ q 2 = Ta cọ : dθ ∑ C dt (5) q1 - l lỉåüng nhiãût truưn cho bäü hàòng nhiãût q2 - l lỉåüng nhiãût... thäúng âiãưu khiãøn 11 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I CHỈÅNG 2: TÊNH CHÁÚT CA ÂÄÚI TỈÅÜNG ÂIÃƯU CHÈNH V XÁY DỈÛNG PHỈÅNG TRÇNH ÂÄÜNG HC CA CHỤNG 2 .1: Tênh cháút ca âäúi tỉåüng cọ mäüt dung lỉåüng 2 .1. 1 Phỉång trçnh âäüng hc âäúi tỉåüng mäüt dung lỉåüng Xẹt vê dủ ca bãø nỉåïc ( ton bäü váût cháút táûp trung vo 1 dung têch ) lm Qv, Pv F dH lm Ho Qr, Pr Hçnh 2 .1: Âäúi tỉåüng cọ 1 dung têch - l &... kiãûn ban âáưu bàòng 0 ta viãút phỉång trçnh trãn dỉåïi dảng laplace a 2 P 2 y ( P ) + a 1 P y ( P ) + a o y ( P ) = b1 P x ( P ) + b o x ( P ) (a2 P 2 + a 1 P + a o ) y ( P ) = [ b1 P + b o ] x ( P ) ⇒ Y(P) = [b P + bo ]X ( P ) = W ( P ) x ( P ) a 2 P 2 + a1 P + a o 1 W (P) = b1 P + b o 2 a 2 P + a1 P + a o 36 ... ϕ 1 +ϕ = (µ − λ ) A dt A dϕ T + ϕ = K (µ − λ ) dt (11 ) T - hàòng säú thåìi gian ca âäúi tỉåüng ( To - thåìi gian bay lãn ca âäúi tỉåüng ) K - Hãû säú khúch âải ca âäúi tỉåüng * Ta thay âải lỉåüng 1 = ε - Täúc âäü bay lãn ca âäúi tỉåüng (1/ s) To dϕ + A ε ϕ = ε ( µ − λ ) dt Xẹt mäüt säú hãû säú trãn : 1: Hãû säú tỉû cán bàòng ca âäúi tỉåüng A 15 (12 ) TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I * A = H... phỉång trçnh (10 ) l khäng âäøi * Biãn âäü thay âäøi ca nhiãùu cng cọ giåïi hản, khäng thãø låïn quạ vç quạ trçnh cäng nghãû khäng cho phẹp v cng khäng nh quạ vç láùn nhiãùu, thỉåìng ta chn nhiãùu µ = 0 ,1 0 ,15 µ, λ t Hçnh 2 .12 2 .1. 2 Xạc âënh âỉåìng cäng bay lãn ca âäúi tỉåüng (hay âàûc tênh quạ âäü ca âäúi tỉåüng) l âäư thë quan hãû ϕ (t) tçm âỉåüc nọ bàòng cạch gii phỉång trçnh (10 ) 1- Âäúi våïi âäúi... di Hçnh 2 .15 Trỉåìng håüp ny cáưn cọ 1 thåìi gian nháút âënh âãø truưn sọng ạp sút do âọ cọ thåìi gian cháûm trãø låïn µ ϕ µο t t 0 το Hçnh 2 .14 2.2.3- Âäúi tỉåüng m ⎛ dµ dλ ⎞ ; ⎟ ⎝ dt dt ⎠ ϕ = f⎜ Vê dủ : L cọ bao håi xẹt âãún quan âiãøm âiãưu chènh mỉïc nỉåïc ⇒ ta cọ phỉång trçnh ( Khi cọ nhiãùu åí phêa phủ ti ) d 2ϕ dϕ dλ T = T3 −λ 2 + T1 dt dt dt 2 2 λ ϕ 1 1 ϕ2 ϕ3 λ2 λ3 t t Hçnh 2 .14 23 TỈÛ... thay âäøi tên hiãûu vo cho trỉåïc ϕ → µ ⇒ qui lût l quan hãû µ = f (ϕ) ϕ 3.2 .1. 1 Loải qui lût âiãưu chènh tuún tênh : 3.2 .1. 1 .1 Qui lût âiãưu chènh t lãû (qui lût âiãưu chènh P) µ = - KP ϕ ( cọ xu hỉåïng dáûp tàõt sai lãûch ) KP - hãû säú t lãû ca bäü âiãưu chènh P ϕO t µ t −ΚpϕO 27 TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I 3.2 .1. 1.2 Qui lût âiãưu chènh têch phán ( Qui lût âiãưu chènh I ): ϕ dµ = − K I... lãûch ca thäng säú âiãưu chènh “ ϕ 3.2 .1. 1.3 Qui lût âiãưu chènh t lãû - têch phán (Qui lût âiãưu chènh P - I ) Quan hãû : α µ = − K P ϕ − K 1 ∫ ϕ dt ϕO t ⎛ ⎞ K ⇒ µ = − K P ⎜ ϕ + I ∫ ϕ dt ⎟ ⎜ ⎟ KP ⎝ ⎠ KP = TI l thåìi gian têch phán K hiãûu : KI t ⎞ ∫ ϕ dt⎟ ⎠ ⎛ 1 ⇒ µ = − K P ⎜ϕ + TI ⎝ µ α ϕ 3.2 .1. 1.4 Qui lût âiãưu chènh T lãû - Tp -Vi phán (Qui lût âiãưu chènh P I D) ⎛ 1 µ = − K P ⎜ϕ + TI ⎝ dϕ ⎞ ϕ d t... l hm quạ âäü ca kháu X Y Hm quạ âäü 1( t) t 35 t TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I Vê dủ: Kháu âäúi tỉåüng Tỉì phỉång trçnh vi phán ca kháu To ϕ’ + A ϕ = µ - λ Våïi âiãưu kiãûn âáưu t . họa cạc hm phi tuún Gi sỉí cọ hm y = f (x 1 , x 2 ) Ta viãút thnh chøi taylo våïi säú gia ca hm y () () 2 !2 1 . 2 2 1 2 2 2 1 1 2 1 1 2 2 2 2 1 1 + ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ∆+∆∆+∆+∆+∆=∆ x x f x x f x x f x x f x x f x x f y ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ . cạch gii phỉång trçnh (10 ). 1- Âäúi våïi âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng a/ Trỉåìng håüp 1: gáy nhiãùu phêa tạc âäüng t t ∞ µ µ ϕ ϕ ∞ Hçnh 2 .10 Hçnh 2 .11 t µ, λ Hçnh 2 .12 Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ. ωο TÚC BIN HÅI NỈÅÏC Ho 1 2 3 1 3 2 Hçnh 1. 4: Vê dủ vãư cạc bäü âiãưu chènh Vê dủ 1 : Våïi bäü âiãưu chènh mỉïc nỉåïc trong bãø 1- Táúm chàõn Cå quan âiãưu chènh 1 + 2 : Bäü âiãưu chènh