Điều khiển phân ly các quá trình đa biến dựa vào dự đoán smith đa biến

vi MC LC Trang ta TRANG Quy tài Lý lch cá nhân i L ii Cm t iii Tóm tt iv Mc lc vi Danh sách các ch vit tt viii Danh sách các hình ix Danh sách các bng x NG QUAN 1 1.1. Lý do ch tài 1 1.2.M tài 4 1.3. Nhim v c tài và gii hn c tài 4 u 5  LÝ THUYT 6 u khi 6  khi vu khin hai bin 8 2.1.2. nh vòng lp kín 13 2.2. S liên kt gia biu khin và bin thao tác 16 a Briston 18 nh ca RGA 19 c trng thái nh ma tr li K 20 2.2.4. Kin ngh bii 21 ng hc ca RGA 23 C THNG PHÂN LY 25 u khin 25 ng 28 vii n hóa 28 c 29   MT BIN 32 4.1. D  mt bin 32 4.2. D  n 34 U KHIN DA VÀO D N 37 c hin 38         NH S  NH VÀ CHT NG CA H THU KHIN PHÂN LY 45 6.1. Tiêu chun IAE 45 6.2. Png bin thiên 45 6.3. Phân tích s nh 45 7: MÔ PHNG U KHIN PHÂN LY 48 T LUN 52 TÀI LIU THAM KHO 53 viii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT 1. MIMO : Multiple input multiple output 2. TITO : Two input two output 3. K : Gain matrix 4. IAE : Integral absolute error 5. ITAE : Integral of the time weighted absolute error 6. RGA : Relative gain array 7. DRGA : Dynamic relative gain array 8. TV : Total variation 9. DS : Direct synthesis 10. WB : Wood and Berry column 11. VL : Vinante and Luyben column 12. SSV : Structured singular value ix DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 2.1:Ch  u khin cho ví d 2.1 11 Bng 3.1: m ca m 30 Bng 7.1: Tham s u khin và ch s kt qu hiu sut ca tháp WB 48 Bng 7.2: Tham s u khin và ch s kt qu hiu sut ca tháp VL 51 x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1a: H thng trn khí 2 Hình 1.1b: H tht 2 Hình1.1c: H thng tách cht lng và khí 3 Hình 2.1: Mt s ví d v nhn 7 Hình 2.2:  u khin cho h thng 2 × 2 10 Hình 2.3: ng ca h thng khi s du chnh ITAE 12 Hình 2.4: Min nh ca liên kt 1-1/2-2 15 Hình 2.5: Min nh ca liên kt 1-2/2-1 16 Hình 2.6: Biu khin và bin thao tác ct 17 Hình 3.1: Cu trúc chung ca h thng phân ly 25 Hình 3.2: Cu khin phân ly hai bin 26 Hình 3.3: c 30 Hình 4.1:  h thng thi gian tr n hình 32 Hình 4.2: a h thng s c ci thin nu giá tr gi nh B tr thành tín hiu phn hi thay vì ngõ ra Y 33 Hình 4.3: D  Smith mt bin 33 Hình 4.4: D  n 34 Hình 5.1: u khin da vào d n38 Hình 6.1: H thu khinh và cu khin M- phân tích s nh 45 Hình 7.1: ng vòng lp kín tt cho tháp WB 48 Hình 7.2: ng vòng lp cho tháp VL 50 1 1 TNG QUAN 1.1. Lý do ch tài Trong nh hiu qu hotcho nhng quá trình sn xu nên ht sc cp thit do s cnh tranh mnh m  ng nhanh chóng cho s u kin kinh t tha mãn nhng yêu cu v ng, s an toàn và chng sn xut. u v hiu su thành nòng ct trong vic nâng cao chng sn xut, gi u này chúng ta cn phi tích hp nhiu khin, máy móc, thit b phc tp. Mt khác, nhng ng không mong muu khi nên phc tc truyn ti t h thng này sang h thng khác. Ví d  thng lc du hoc hóa du, hàng ngàn qui trình tham biu trúc, nhi, và áp lc phnh và phu khin.Vì vy,v u khin  thc hu ht các yêu cu trên i vi nhu khin n  ta ch xem có mt giá tr u khin ngõ ra và mt giá tr ngõ vào. V gii quyc nhng v này chúng ta cn nghiên cu nhng chu trình u khin phc t  t  thit k nhng b u khin có th u chnh các tham bin này cho phù hp.  có mt cách nhìn tng quát ta s t s h thng u khin n sau: Mt ví d u khin vi hai tín hiu khic trình bày Hình 1.1. Nhng ví d này minh ha h u khin, c th là s hin din ci biu khin có th tác ng ti c hai giá tr u khin. 2  thng  Hình 1.1a.Có hai h thc cha loi A và B pha trn v to ra mt sn phm vi t dòng chy là w và thành phn x. Vì vng vào mi thành phng w a và w b thì s ng ti c hai w và x. Hình 1.1a: H thng trn khí.  t Hình 1.1b, u chnh t dòng chy trào c R hoc S s ng ti c hai thành phn ca sn phm t x d i thành phn x b . Hình 1.1b: H tht Hay lò phân cách cht khí và lng trong Hình 1.1c, nu chng khí G s ng trc tip ti áp sut P, làm nó chng ti mc 3 cht lng h bi vì s i áp sut trong thùng s ng cht lng ti h. Nc lu chnh biu khi L s trc ting t ng nh và gián ting ti P. Hình 1.1c: H thng tách cht lng và khí T nhng ví d này cho ta thy k xy ra, vic la ch có hiu qu nht có th c rõ ràng. C th, trong h thng tru chnh giá tr u khin w a ri u chnh giá tr u khing w b hoc li? V nh cu khin p nào s hiu qu  Gii quyc nhng câu hi trên ta s có câu tr li cho nhng v u khi bin hin nay. Vì vy, hit nhiu nghiên cu bng nh  i vi nhng  . Mt u  t hi         n( Luyben 1970, Waller 1974, Garrido et al.,2011). Hu ht các nghiên cu này ch xem xét  n vi hai tín hiu khin ngõ ra và hai ngõ vào. Tuy nhiên, nhin trong lý 4 thuyu khic t sn xut công nghip bao gm nhi tín hiu ngõ vào và ngõ ra.  nghiên c m rng cho nhn v u ngõ ra và ngõ  nên rt cp thit. Vì nhng lý do trên ,  ch tài nghiên cu khin da vào d n. 1.2. M tài Mc tiêu chính c  xut mi trong vic thit k h thng u khin phân ly cho h thn trong công nghi             tài s góp ph nh, hiu qu làm vic và an toàn trong vng khác ca các h thn trong công nghip. 1.3. Nhim v c tài và gii hn c tài Nhim v c tài               : -  xut pc bn cht thc s ca quy lut phân ly các biu khin bng vinh chính xác t t l ca các quá trình h chu và các yu t ng chéo ca các dãy liên h t l ng (Dynamic Relative Gain Arrays). -          . -              . -                          . -               . Gii hn c tài                   ,                          . 5 1.4. u - Da vào nhng nghiên c    i th m hin ti ca các kt qu nghiên c tài này trên th gii và Vi  m c tài này c thc hi phát tri và hn ch m ca các nghiên cc  -  c thc hi k tha và phát trin mi. Tác gi s c gng hoàn thành nghiên c phi thõa mãn nh tính mi m, tính sáng to, tính logíc, tính h thng, và tính ng dng. - S liu c c x lý bng phn mc v bng phn mm Autocad 2007. [...]... lược điều khiển đa biến bằng phương pháp điều khiển phân ly ta xem xét vấn đề chính đó là quá trình tương tác đa biến trong chu trình điều khiển 2.1 .Quá trình tương tác vƠ đi u khi n vòng tương tác Xem xét một số sơ đồ khối hệ thống điều khiển đa biến Hình 2.1 Để thuận tiện hơn ta giả thiết số biến thao tác bằng với số lượng biến điều khiển Vấn đề điều khiển đa biến vốn dĩ phức tạp hơn nhiều so với điều. .. với n biến điều khiển và n biến thao tác thì có thể có n! cấu hình điều khiển vòng lặp đa biến 6 Nhiễu r Chu trình điều khiển y Hình 2.1 a Chu trình điều khiển với một tín hiệu ngõ vào, một tín hiệu ngõ ra và đa tác động nhiễu Nhiễu r1 r2 y1 Chu trình điều khiển y2 Hình 2.1 b Chu trình điều khiển với hai tín hiệu ngõ vào, hai tín hiệu ngõ ra và đa tác động nhiễu Nhiễu r1 r2 rn y1 Chu trình điều khiển. .. lặp đó là thiết kế bộ điều khiển không tương tác hoặc phân ly đây mục tiêu là để loại bỏ các tác động của tương tác trong vòng lặp Về cơ bản, nguyên tắc của phân ly là phân chia quá trình đa biến trở thành một chuỗi các hệ thống đơn biến độc lập với nhau Nếu điều này thực hiện được hoặc phân ly lý tưởng xảy ra thì một quá trình đa biến có thể điều khiển được bằng cách điều khiển các vòng đơn độc lập... cấu trúc điều khiển phân ly chung Sau đây là một số ví dụ về mạng lưới phân ly và một số phương pháp phân ly 25 Như ta đư biết một vấn đề quan trọng cần thiết của mạng lưới phân ly là làm sao độc lập được các vòng điều khiển Và mô hình phân ly của Zalkin (1976) và Luyben (1970) cho ta thấy một ý đồ phân ly Hình 3.2 Cấu trúc điều khiển phân ly hai biến Vậy chúng ta sẽ lựa chọn phương pháp phân ly nào... điều khiển đơn biến bởi vì sự tương tác trong chu trình diễn ra giữa biến điều khiển và biến thao tác Nếu giá trị thao tác u1 thay đổi, sẽ tác động tới tất cả giá trị điều khiển y1, y2, y3… Bởi vì luôn tồn tại tương tác trong chu trình vì vậy sự lựa chọn một liên kết tốt nhất cho biến điều khiển và biến thao tác cho mục đích điều khiển vòng lặp đa biến là một nhiệm vụ khó Đặc biệt, vấn đề điều khiển. .. khiển y2 yn Hình 2.1 c Chu trình điều khiển với đa tín hiệu ngõ vào, đa tín hiệu ngõ ra và đa tác động nhiễu Hình 2.1: Một số ví dụ về những quá trình đa biến 7 2.1.1 Phơn tích sơ đ kh i đ i với qui trình đi u khi n hai bi n Phân tích vấn đề điều khiển 2 ͯ 2 ở Hình 2.2 b bởi vì có hai biến điều khiển và biến thao tác, có bốn hàm truyền đạt thành phần thể hiện trặc trưng của qui trình động Y 1(S ) Y U 1(S... điều khiển với n ͯ n bi ến, được gọi là ma trận truyền đạt của hệ thống đa biến MIMO Và được gọi làma trận độ lợi và được ký hiệu bởi K Xét hệ điều khiển đa biến thông thường được sử dụng cho hai tín hiệu điều khiển phản hồi Khi đó sẽ có hai cấu hình điều khiển tín hiệu có thể thực hiện nhưHình 2.2 Trong 8 mục đích (a), y1 được điều khiển bằng cách điều chỉnh u1, trong khi y2 được điều khiển bằng cách... lý hơn Hình 3.3μ Mô hình phân ly ngược Dựa trên cơ sở của ba phương pháp phân ly trên ta có thể đưa ra được bảng nhận định tổng quát về những thuận lợi và hạn chế của từng phương pháp như sau B ng 3.1μ u điểm và nhược điểm của mỗi phương pháp phân ly Phân ly Phân ly đơn Phân Đặc trưng của phương pháp phân ly lý giản hóa tưởng ly ngược Khi một vòng lặp được giữ ở chế độ điều khiển bằng tay thì đặc tính... mô tả hệ thống điều khiển với cấu trúc phân ly được xác định bởi công thức 3.9 và 3.10 Được gọi là hệ thống phân ly ngược bởi Wade [9] Nó cho ta thấy quá trình truyền đạt của hệ thống phân ly này giống một phần với hệ thống phân ly đơn giản hóa Vì vậy, phân ly ngược được thực hiện cùng lúc và dễ dàng của những phần tử phân ly đơn giản hóa và đường chéo ma trận truyền đạt Q(s) của phân ly lý tưởng cũng... đích điều khiển đa biến bao gồm sử dụng năm hệ thống tín hiệu phản hồi, thì có 5!= 120 cách khác nhau của việc liên kết biến thao tác và biến điều khiển Một số cấu hình điều khiển sẽ bị loại ngay lập tức như không thực tế hoặc không khả thi.Ví dụ, mục đích nhằm điều khiển mực chất lỏng hB bằng cách điều chỉnh lưu lượng D hoặc nhiệt thùng chưng cất QD Một câu hỏi đặt ra là thiết kế hệ thống điều khiển . bn cht thc s ca quy lut phân ly các biu khin bng vinh chính xác t t l ca các quá trình h chu và các yu t ng chéo ca các dãy liên h t l ng (Dynamic. bin thao tác ct 17 Hình 3.1: Cu trúc chung ca h thng phân ly 25 Hình 3.2: Cu khin phân ly hai bin 26 Hình 3.3: c 30 Hình 4.1:  h thng. Png bin thiên 45 6.3. Phân tích s nh 45 7: MÔ PHNG U KHIN PHÂN LY 48 T LUN 52 TÀI LIU THAM KHO 53 viii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT 1. MIMO