Điều khiển quá trình

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 1.1 Mở đầu: Trong ngành điều khiển tự động có hai loại chính đó là điều khiển có khả năng đóng hoặc mở và điều khiển quá trình. Điều khiển quá trình là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của kỹ thuật điều khiển trong các ngành công nghiệp chế biến (công nghiệp hóa chất và năng lượng). Nội dung của lĩnh vực điều khiển quá trình kết nối chặt chẽ nền tảng lý thuyết điều khiển tự động với các bài toán của quá trình công nghệ. Phạm vi của đề cương là các bài toán mô hình hóa, phân tích, thiết kế và thực thi hệ thống điều khiển cho các đối tượng quá trình công nghệ. Điều khiển quá trình là điều khiển, vận hành và giám sát các quá trình công nghệ, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và an toàn cho con người, máy móc và môi trường. Chẳng hạn như nhà máy lọc dầu, dây chuyền xử lý nước sạch, dây chuyền chưng cất tinh dầu… 1. . Bài toán điều khiển quá trình Nhiệm vụ của điều khiển quá trình là can thiệp các biến vào của quá trình kỹ thuật một cách hợp lý để các biến ra của nó thỏa mãn các chỉ tiêu cho trước, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng xấu của quá trình kỹ thuật đối với con người và môi trường xung quanh.

1

MỞ ĐẦU Môn học Điều khiển quá trình được giảng dạy cho sinh viên năm cuối hệ đại học cho hai chuyên ngành Tự động hóa và Đo lường& Điều khiển tự động trong trường Đại học SPKT Hưng Yên Môn học đòi hòi có kiến thức của các môn LT ĐKTĐ, ngôn ngữ lập trình và các phương pháp điều khiển hiện đại Đề cương môn học gổm 5 chương và 2 phần phụ lục Phụ lục 1 là lưu

đồ công nghệ P&ID, các ký hiệu cơ bản và ký hiệu đường ống của môn học Phụ lục 2 là phiếu thí nghiệm dành cho học phần thực hành ĐKQT Hi vọng tập đề cương này cung cấp kiến thức cần thiết cho các bạn về môn học còn mới mẻ này Mọi ý kiến trao đổi và thắc mắc xin gửi về hòm thư: phamduchunghp@gmail.com Tác giả xin chân thành cảm ơn!

lý thuyết điều khiển tự động với các bài toán của quá trình công nghệ Phạm vi của đề cương là các bài toán mô hình hóa, phân tích, thiết kế và thực thi hệ thống điều khiển cho các đối tượng quá trình công nghệ

Điều khiển quá trình là điều khiển, vận hành và giám sát các quá trình công nghệ, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và an toàn cho con người, máy móc và môi trường Chẳng hạn như nhà máy lọc dầu, dây chuyền xử lý nước sạch, dây chuyền chưng cất tinh dầu…

1.2 Bài toán điều khiển quá trình

Nhiệm vụ của điều khiển quá trình là can thiệp các biến vào của quá trình kỹ thuật một cách hợp lý để các biến ra của nó thỏa mãn các chỉ tiêu cho trước, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng xấu của quá trình kỹ thuật đối với con người và môi trường xung quanh Hơn nữa, các diễn biến của quá trình kỹ thuật cũng như các tham số, trạng thái hoạt động của các thành phần trong hệ thống cần được theo dõi và giám sát chặt chẽ Tuy nhiên, trong một quá trình kỹ thuật thì không phải biến vào nào cũng có thể can thiệp được và không phải biến ra nào cũng cần phải điều khiển

Đại lượng được điều khiển (controlled variable, CV) là một biến ra hoặc một biến trạng thái của quá trình được điều khiển, điều chỉnh sao cho gần với một giá trị đặt (setpoint, SP) hoặc bám theo một tín hiệu chủ đạo (reference signal) Các đại lượng được điều khiển liên quan hệ trọng tới sự vận hành ổn định, an toàn của hệ thống hoặc chất lượng sản phẩm Các biến ra hoặc biến trạng thái còn lại của quá trình không được điều

3

khiển, nhưng có thể được ghi chép hoặc hiển thị Nhiệt độ, mức, áp suất và nồng độ là những đại lượng được điều khiển tiêu biểu nhất trong các hệ thống điều khiển quá trình Phạm vi của điều khiển quá trình tập trung vào các giải pháp ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp khai thác, chế biến và năng lượng Vì vậy từ đây về sau khái niệm điều khiển quá trình được hiểu là ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động trong điều khiển, vận hành và giám sát các quá trình công nghệ, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và an toàn cho con người, máy móc và môi trường

1.3 Hệ thống điều khiển quá trình

Trong đại đa số các trường hợp, để có thể thực hiện tốt chức năng điều khiển và vận hành hệ thống ta cần phải liên tục có thông tin về trạng thái hiện tại của quá trình kỹ thuật Thông thường thì đại lượng được điều khiển cũng là biến được đo, tuy nhiên trong nhiều trường hợp thì đại lượng được điều khiển không đo được trực tiếp mà phải quan sát/ước lượng thông qua các đại lượng khác Mặt khác, người ta cũng có thể thực hiện đo một số biến khác để điều khiển được tốt hơn Tín hiệu ra từ thiết bị đo được gọi tín hiệu

đo, đồng thời cũng là đầu vào của bộ điều khiển Ví dụ, lưu lượng chất lỏng trong một đường ống được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện 4-20 mA tỉ lệ thuận với giá trị lưu lượng, trạng thái đóng mở một tiếp điểm được chuyển thành tín hiệu điện áp 0/ 24 V

Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của một hệ thống điều khiển quá trình

4

Thành phần cốt lõi của một thiết bị đo là cảm biến (sensor) hay phần tử cảm biến (sensor element) Một cảm biến thực hiện chức năng tự động cảm nhận đại lượng quan tâm của quá trình kỹ thuật (thường là đại lượng không điện) và cho đầu ra là một tín hiệu điện tỉ lệ theo một nghĩa nào đó với giá trị cần đo Thông thường, tín hiệu từ cảm biến rất nhỏ nên cần phải được khuếch đại và chuyển đổi sang một dạng thích hợp để có thể truyền xa và xử lý tiếp một cách dễ dàng Vì thế, một thiết bị đo công nghiệp thường có thêm bộ chuyển đổi (transducer) Một bộ chuyển đổi có đầu ra là một tín hiệu chuẩn (0 –

10 V, 0-20 mA, 4-20 mA, RS-485, tín hiệu bus trường) còn được gọi là một bộ truyền (transmitter)

1.3.1.Thiết bị đo

Hình 1.2: Hệ thống thiết bị đo quá trình

Hệ thống thiết bị đo quá trình bao gồm: Cảm biến, điều hòa truyền phát tín hiệu và chỉ báo để biến đổi các đại lượng không điện (nhiệt độ, áp suất ) thành các đại lượng điện

- Measurement device: Thiết bị đo

- Sensor: Cảm biến (ví dụ cặp nhiệt, ống venturi, siêu âm, )

- Sensor element: Cảm biến, phần tử cảm biến

- Signal conditioning:Điều hòa tín hiệu, chuyển đổi đo

5

- Transmitter: Điều hòa tín hiệu + truyền phát tín hiệu chuẩn

- Transducer: Bộ chuyển đổi theo nghĩa rộng (ví dụ áp suất-dịch chuyển, dịch

chuyển-điện áp), có thể là sensor hoặc sensor + transmitter

Đặc tính thiết bị đo: Đặc tính vận hành, phạm vi đo và dải đo, độ phân giải, dải chết và

độ nhạy, độ tin cậy, ảnh hưởng do tác động môi trường, sai số và độ chính xác, độ tuyến tính, đặc tính động học, đáp ứng bậc thang, đáp ứng tín hiệu dốc

Chúng ta cần quan tâm đến các chuẩn truyền của tín hiệu như sau:

- Tín hiệu điều chế độ rộng xung, tần số xung

- Chuẩn bus trường: Foundation Fieldbus, Profibus –PA

- Chuẩn nối tiếp thông thường: RS-485,

Các loại cảm biến thông dụng trong điều khiển quá trình

a Cảm biến mức

6

Hình 1.3: Cảm biến báo mức và đo mức

Mức chất lỏng trong một bình chứa luôn luôn là một đại lượng cần điều khiển Trong rất nhiều trường hợp, người ta đòi hỏi vòng điều khiển mức rất nhanh để duy trì giá trị mức độ cố định nhằm giảm tương tác tới những vòng điều khiển khác chậm hơn Tuy nhiên, phép đo mức thường không đòi hỏi độ chính xác cao như áp suất, lưu lượng và nhiệt độ Các phương pháp đo mức chất lỏng thông dụng có thể được phân loại như sau:

- Phương pháp tiếp xúc bề mặt: Sử dụng phao, que dò và các phần tử cảm biến chuyển

- Phương pháp điện học: Dựa trên các hiện tượng thay đổi điện dung hoặc điện cảm

- Phương pháp chênh áp: Dựa trên phép đo chênh lệch áp suất giữa hai vị trí có độ cao khác nhau trong bình

- Phương pháp siêu âm: Sử dụng một cảm biến siêu âm đặt trên nắp bình chứa và xác định khoảng cách giữa bề mặt chất lỏng và nắp

- Phương pháp đo khối lượng: Sử dụng cảm biến trọng lượng và tính toán ra độ cao chất lỏng

7

1.3.2.Thiết bị chấp hành và van điều khiển

Hình 1.4: Cấu trúc cơ bản của một thiết bị chấp hành

Thiết bị chấp hành (actuator system, final control element) thay đổi các đại lượng điều khiển theo tín hiệu điều khiển, ví dụ van điều khiển, máy bơm, quạt gió,

hệ thống băng tải

Phần tử điều khiển (control element): Can thiệp trực tiếp tới đại lượng điều

khiển, ví dụ van tỉ lệ, van on/off, tiếp điểm, sợi đốt, băng tải

Cơ cấu tác động, cơ cấu chấp hành (actuator, actuating element): Cơ cấu truyền động, truyền năng cho phần tử chấp hành, ví dụ động cơ (điện), cuộn hút, cơ cấu khí nén

Cấu trúc cơ bản của một van điêu khiển

Hình 1.5: Cấu trúc cơ bản của một van điêu khiển

8

Hình 1.6: Sơ đồ khối của một van điều khiển

1.3.3 Các bộ điều khiển phản hồi

Các bộ điều khiển phản hồi là thành phần cốt lõi của hệ thống điều khiển Bộ điều khiển có chức năng nhận tín hiệu đo, so sánh với tín hiệu đặt, thực hiện thuật toán điều khiển và đưa ra tín hiệu điều khiển để can thiệp vào biến điều khiển thông qua thiết bị chấp hành

Thiết bị điều khiển (control equipment) là một thiết bị tự động thực hiện chức năng điều khiển, là thành phần cốt lõi của một hệ thống điều khiển công nghiệp Trong các văn phạm khoa học thiết bị điều khiển được gọi là bộ điều khiển (controller) Tùy theo ngữ cảnh, một bộ điều khiển có thể được hiểu là một thiết bị điều khiển đơn lẻ (ví dụ bộ điều khiển nhiệt độ), một thành phần cài đặt trong thiết bị điều khiển chia sẻ (ví dụ khối PID trong một trạm PLC/DCS) hoặc cả một thiết bị điều khiển chia sẻ (ví dụ một trạm PLC/DCS) Trên cơ sở các tín hiệu đo và một Cấu trúc điều khiển được lựa chọn, bộ điều khiển thực hiện thuật toán điều khiển và đưa ra các tín hiệu điều khiển để can thiệp trở lại quá trình kỹ thuật thông qua các thiết bị chấp hành

Thiết bị chấp hành

9

Một hệ thống/thiết bị chấp hành (actuator system) nhận tín hiệu từ bộ điều khiển và thực hiện can thiệp tới biến điều khiển Các thiết bị chấp hành tiêu biểu trong công nghiệp là van điều khiển, động cơ và máy bơm Thông qua các thiết bị chấp hành mà hệ thống điều khiển có thể can thiệp vào diễn biến của quá trình kỹ thuật Ví dụ tùy theo tín hiệu điều khiển mà một máy bơm có thể tăng hoặc giảm tốc độ hút chất lỏng để thay đổi lưu lượng chất lỏng trong đường ống hay làm thay đổi mức bình chứa Một tín hiệu điều khiển có thể làm thay đổi nhiệt độ của bình gia nhiệt qua đó làm thay đổi nhiệt độ đầu ra

Cấu trúc cơ bản của các hệ thống hệ thống điều khiển quá trình được minh họa như sau:

Hình 1.7: Hệ thống điều khiển quá trình

1.4 Các nhiệm vụ phát triển hệ thống

Xây dựng mô hình toán học

Xây dựng mô hình toán học cho một quá trình có hai phương pháp:

Mô hình hóa bằng lý thuyết hay còn gọi là mô hình vật lý đi từ các định luật cơ bản của vật lý và hóa học kết hợp với các thông số kỹ thuật của thiết bị công nghệ, kết quả nhận được là các phương trình vi phân và phương trình đại số

10

Mô hình hóa bằng thực nghiệm là dựa trên thông tin ban đầu về quá trình, quan sát tín hiệu vào-ra thực nghiệm và phân tích các số liệu thu được để xác định cấu trúc và các tham số mô hình từ một lớp các mô hình thích hợp

Phương pháp mô hình hóa tốt nhất là kết hợp được giữa phân tích lý thuyết và nhận dạng quá trình Phương pháp kết hợp dựa trên phân tích quá trình để tìm ra cấu trúc mô hình, sau đó tiến hành nhận dạng để xác định các tham số của mô hình Phân tích lý thuyết giúp

ta có được cấu trúc mô hình cũng như cơ sở cho việc xác định Cấu trúc và lựa chọn bộ điều khiển

Xây dựng cấu trúc điều khiển

Sau khi làm rõ chức năng điều khiển và hiểu rõ mô hình toán học của quá trình, bước tiếp theo là xác định cấu trúc điều khiển nhằm làm rõ cấu trúc liên kết giữa các phần tử trong

hệ thống Đây là công việc quan trong đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và kinh nghiệm thực tế để tránh nhầm lẫn Tiếp theo là lựa chọn biến được điều khiển, các biến điều khiển tương ứng và các biến nhiễu và liên kết chúng thông qua sơ đồ để xây dựng các Cấu trúc điều khiển cụ thể Các cấu trúc điều khiển chia thành hai phần cấu trúc đơn biến như Cấu trúc phản hồi, tỉ lệ… và cấu trúc đa biến như Cấu trúc điều khiển tập trung

và cấu trúc phi tập trung Các cấu trúc điều khiển được thể hiện rõ nhất trên lưu đồ công nghệ P&ID

Thiết kế/chỉnh định bộ điều khiển

Thiết kế thuật toán điều khiển là việc xác định rõ ràng các bước tính toán và công thức tính toán cụ thể để có thể cài đặt trên máy tính điều khiển Thiết kế bộ điều khiển gồm hai bước: lựa chọn cấu trúc bộ điều khiển thích hợp và xác định các tham số của bộ điều khiển, công việc thiết kế gắn liền với việc phân tích hệ thống

Lựa chọn giải pháp hệ thống

Lựa chọn giải pháp hệ thống bao gồm lựa chọn kiến trúc giải pháp hệ thống điều khiển và giám sát, lựa chọn các thiết bị đo và thiết bị chấp hành sao cho phù hợp với yêu cầu của qui trình công nghệ Việc này đòi hỏi người kỹ sư thiết kế phải có cái nhìn tổng

Chỉnh định và đưa vào vận hành

Chỉnh định và đưa vào vận hành là bước cuối cùng của công việc phát triển hệ thống được thực hiện tại hiện trường, gồm hiệu chuẩn các thiết bị đo, chỉnh định lại các tham số của bộ điều khiển, thử nghiệm từng vòng điều khiển, thử nghiệm từng tổ hợp công nghệ…Đây cũng là nhiệm vụ hết sức phức tạp, đòi hỏi kiến thức tương đối toàn diện, kinh nghiệm thực tiễn và sự kết hợp chặt chẽ giữa nhóm kỹ sư công nghệ, đo lường, điều khiển và tự động hóa trong nhóm chuyên gia hiện trường

- Đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm: đảm bảo lưu lượng sản phẩm theo kế hoạch sản xuất và duy trì các thông số liên quan đến chất lượng sản phẩm

- Đảm bảo hệ thống vận hành an toàn: Giảm thiểu các nguy cơ xảy ra sự cố cũng như bảo vệ cho con người, máy móc, thiết bị và môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố

- Bảo vệ môi trường: Giảm ô nhiễm môi trường thông qua giảm nồng độ khí thải độc hại, giảm nước sử dụng và nước thải, hạn chế lượng bụi và khói, giảm tiêu thụ nguyên nhiên liệu

13

- Nâng cao hiệu quả kinh tế: Đảm bảo năng suất chất lượng theo yêu cầu trong khi giảm chi phí nhân công, nguyên liệu và nhiên liệu, thích ứng nhanh với yêu cầu của thị trường

Để phân tích các mục đích điều khiển và làm rõ các chức năng điều khiển quá trình, ta xét ví dụ điều khiển thiết bị khuấy trộn minh họa trên hình 1.3 Hai dòng nguyên liệu thành phần chất A lần lượt là x1 và x2 được đưa vào thiết bị khuấy trộn, tạo ra một thiết bị

có thành phần x theo yêu cầu Lưu lượng khối lượng của các dòng nguyên liệu được ký hiệu là ω1 và ω2, có thể điều chỉnh qua 2 van cấp tương ứng Quá trình pha chế được hỗ trợ bởi một hệ thống khuấy trộn gắn động cơ Dung dịch sản phẩm được đưa tới quá trình tiếp theo với lưu lượng khối lượng ω Thiết bị khuấy trộn có thể hoạt động theo chế độ liên tục hoặc chế độ mẻ

Hình 1.9: Bình trộn hai chất lỏng

14

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA QUÁ TRÌNH, MÔ HÌNH HÓA LÝ

THUYẾT&NHẬN DẠNG QUÁ TRÌNH 2.1 Mô hình và mục đích mô hình hóa

Hầu hết các phương pháp điều khiển hiện đại đều dựa trên cơ sở mô hình toán học Mục đích của phần này là giúp người đọc hiểu rõ hơn về vai trò của mô hình trong các nhiệm vụ phát triển hệ thống nói chung và trong phân tích, thiết kế điều khiển nói riêng, đồng thời nắm được các nguyên tắc cơ bản tron g nhiệm vụ mô hình hóa quá trình, trước khi đưa vào các nội dung chi tiết trong các phần sau

Mô hình là hình thức mô tả khoa học và cô đọng các khía cạnh thiết yếu của một hệ thống thực, có thể có sẵn hoặc cần phải xây dựng Phân tích và thiết kế trên cơ sở mô hình là phương pháp không thể thiếu được của mỗi người kỹ sư Mô hình không phải là

một ‘bản sao’ mà chỉ là ‘bản chụp’ của thế giới thực từ một góc nhìn nào đó, vì vậy mô

hình không cần thiết phản ánh đầy đủ các khía cạnh của hệ thống thực Như người ta

thường nói”Không có mô hình nào chính xác, nhưng một số mô hình có ích”

Mô hình phân chia làm hai loại mô hình trừu tượng và mô hình vật lý Mô hình vật lý

là sự thu nhỏ đơn giản hóa hệ thống thực, xây dựng trên cơ sở Vật lý- Hóa học giống như các quá trình và thiết bị thực Mô hình Vật lý là một phương tiện hữu ích phục vụ đào tạo

cơ bản và nghiên cứu ứng dụng, phù hợp cho các công việc thiết kế và phát triển của người kỹ sư ĐKQT

Mô hình trừu tượng được xây dựng trên cơ sở một ngôn ngữ bậc cao, nhằm mô tả một cách lô gic các quan hệ về mặt chức năng giữa các thành phần của hệ thống Việc xây

dựng mô hình trừu tượng gọi là mô hình hóa Mô hình hóa là quá trình trừu tượng hóa, trong đó thế giới thực được mô tả bằng một ngôn ngữ mô hình hóa

Phân loại mô hình trừu tượng

- Mô hình đồ họa với các ngôn ngữ mô hình hóa đồ họa như lưu đồ công nghệ, lưu đồ P&ID, sơ đồ khối, mạng Petri, biểu đồ SFC (sequence function chart)…Mô hình đồ họa biểu diễn trực quan một hệ thống về cấu trúc liên kết và tương tác giữa các thành phần

15

- Mô hình toán học với ngôn ngữ của toán học như phương trình vi phân, phương trình đại số, hàm truyền đạt, phương trình trạng thái Mô hình toán học thích hợp cho mục đích nghiên cứu sâu sắc các đặc tính của từng thành phần cũng như bản chất của các

mối liên kết và tương tác

- Mô hình suy luận là một hình thức biểu diễn thông tin và đặc tính về hệ thống thực dưới dạng các luật suy diễn, sử dụng các ngôn ngữ bậc cao (gần với tư duy con người) như sơ đồ cây, lưu đồ thuật toán

- Mô hình máy tính là các chương trình phần mềm mô phỏng đặc tính của hệ thống theo những khía cạnh quan tâm Mô hình máy tính được xây dựng với các ngôn ngữ lập trình, trên cơ sở sử dụng các mô hình toán học hoặc mô hình suy luận

Trong bốn mô hình trên, các mô hình toán học có vai trò then chốt trong hầu hết nhiệm

vụ phát triển hệ thống Mô hình toán học giúp người kỹ sư điều khiển các mục đích sau đây:

- Hiểu rõ hơn về quá trình sẽ cần phải điều khiển và vận hành

- Tối ưu hóa thiết kế công nghệ và điều kiện vận hành hệ thống

- Thiết kế cấu trúc điều khiển

- Lựa chọn bộ điều khiển và xác định các tham số cho bộ điều khiển

- Phân tích và kiểm chứng các kết quả thiết kế

- Mô phỏng trên máy tính phục vụ đào tạo vận hành

*Các phương pháp xây dựng mô hình toán học:

- Mô hình hóa bằng Vật lý thuyết hay còn gọi là mô hình vật lý đi từ các định luật cơ bản của vật lý và hóa học kết hợp với các thông số kỹ thuật của thiết bị công nghệ, kết quả nhận được là các phương trình vi phân (thường hoặc đạo hàm riêng) và phương trình đại số

- Mô hình hóa bằng thực nghiệm hay còn gọi là phương pháp hộp đen hay nhận dạng quá trình, dựa trên thông tin ban đầu về quá trình, quan sát tín hiệu vào – ra thực nghiệm và phân tích các số liệu thu được để xác định cấu trúc và tham số mô hình từ một lớp các mô hình thích hợp

16

- Phương pháp mô hình hóa tốt nhất là kết hợp giữa phân tích lý thuyết và nhận dạng

quá trình Phương pháp kết hợp dựa trên phân tích quá trình để tìm ra cấu trúc mô hình cũng như cơ sở cho việc thiết kế sách lược và lựa chọn kiểu bộ điều khiển Bước nhận dạng tiếp theo sẽ cho ta một mô hình rất có ích trong tổng hợp bộ điều khiển cũng như mô phỏng thời gian thực nhằm đánh giá sơ bộ chất lượng điều khiển trước khi đưa vào vận hành thực

*Phân loại mô hình toán học

- Mô hình tuyến tính và mô hình phi tuyến

- Mô hình đơn biến và mô hình đa biến

- Mô hình tham số hằng và mô hình tham số biến thiên

- Mô hình tham số tập trung và mô hình tham số rải

- Mô hình liên tục và mô hình gián đoạn

Các dạng mô hình liên tục gồm: phương trình vi phân, mô hình trạng thái, mô hình trạng thái tuyến tính, mô hình trạng thái phi tuyến, mô hình đáp ứng quá độ (đáp ứng xung

impulse, đáp ứng bậc thang step), mô hình hàm truyền đạt (hàm truyền đạt, ma trận

truyền đạt), mô hình đáp ứng tần số

Các dạng mô hình gián đoạn gồm: phương trình sai phân, mô hình trạng thái, mô hình đáp ứng quá độ (đáp ứng xung FIR Finite impulse response), đáp ứng bậc thang FSR Finite Step Response), các dạng mô hình đa thức và hàm truyền đạt xung, mô hình hàm truyền đạt gián đoạn

2.2 Mô hình hóa lý thuyết

Mục đích của phần này là giúp người đọc hiểu rõ những tư tưởng cơ bản trong xây dựng mô hình quá trình bằng phương pháp lý thuyết và nắm được các bước tiến hành cụ thể

2.2.1 Trình tự mô hình hóa theo lý thuyết

Xây dựng mô hình toán học bằng phương pháp lý thuyết hay còn gọi là mô hình hóa

cơ sở đi từ việc áp dụng các định luật cơ bản của vật lý, hóa học và sinh học kết hợp với các thông số kỹ thuật của thiết bị công nghệ để tìm ra quan hệ giữa các đại lượng đặc

17

trưng của quá trình Mô hình hóa lý thuyết nhận được là phương trình vi phân và phương trình đại số Phương trình vi phân biểu diễn đặc tính động học của quá trình trong khi phương trình đại số biểu diễn quan hệ phụ thuộc khác Xây dựng mô hình hóa gồm các bước:

-Phân tích bài toán mô hình hóa: tìm hiểu lưu đồ công nghệ, nêu rõ mục đích sử dụng

của mô hình, từ đó xác định mức độ chi tiết và độ chính xác của mô hình cần xây dựng Trên cơ sở mô tả công nghệ và mục đích mô hình hóa, tiến hành phân chia thành các quá trình con, nhận biết và đặt tên các biến quá trình và các tham số quá trình

-Xây dựng các phương trình mô hình: Nhận biết các phần tử cơ bản trong hệ thống,

viết các phương trình cân bằng và phương trình đại số dựa trên cơ sở các định luật bảo toàn, định luật nhiệt động học, vận chuyển, cân bằng pha… Đơn giản hóa mô hình bằng cách thay thế, rút gọn và đưa về dạng phương trình vi phân chuẩn tắc Tính toán các tham

số của mô hình dựa trên các thông số công nghệ đã được đặc tả

-Kiểm chứng mô hình: Phân tích bậc tự do của quá trình dựa trên số lượng các biến

quá trình và số lượng các quan hệ phụ thuộc Đánh giá mô hình về mức độ phù hợp với

yêu cầu dựa trên phân tích các tính chất của mô hình kết hợp mô phỏng máy tính

-Phát triển mô hình: Tùy theo mục đích sử dụng có thể chuyển mô hình về các dạng

thích hợp như đã trình bày trong chương 2 Tuyến tính hóa mô hình tại điểm làm việc nếu cần thiết Thực hiện chuẩn hóa mô hình theo yêu cầu của phương pháp phân tích và thiết

kế điều khiển

-Nhận biết các biến quá trình (biến cần điều khiển, biến điều khiển và nhiễu)

Xây dựng mô hình lý thuyết tức là tìm cách mô tả đặc tính của quá trình thông qua

quan hệ toán học giữa các biến quá trình với sự hỗ trợ của các tham số quá trình (tham số

công nghệ)

Nhìn từ quá trình công nghệ, hầu hết các biến quá trình có thể được xếp vào một trong

hai loại biến dòng chảy (với nghĩa tổng quát) hoặc biến trạng thái

Một biến dòng chảy mô tả sự thay đổi, vận chuyển, trao đổi vật chất hoặc năng lượng trong một khu vực, giữa các địa điểm, giữa các vật hoặc giữa các pha Một biến trạng thái

18

mô tả trạng thái vật chất hoặc năng lượng của quá trình trong từng pha Một biến dòng có thể thuộc phạm trù “lượng” hoặc “dòng” (khối lượng, thể tích, lưu lượng, nhiệt lượng…), trong khi một biến trạng thái thường thuộc phạm trù “thế” (nhiệt độ, áp suất, nồng độ)

Các tham số quá trình cũng được phân chia thành tham số hiện tượng và các kích thước

hình học Các hệ số hiện tượng phản ánh tính chất của vật chất trong hiện tượng vật lý-

hóa học, ví dụ hệ số tốc độ phản ứng, hệ số nhớt, hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng… Các kích thước hình học liên quan tới thiết kế hình học của các thiết bị công nghệ như tiết diện đường ống, thể tích bình chứa, diện tích tiếp xúc… Trước khi bắt tay vào xây dựng các phương trình mô hình, các biến và tham số quá trình cần được thống kê và đặc tả cùng với những tính chất quan trọng của chúng, như bảng đặc tả các biến quá trình:

Tên biến Ký hiệu Đơn vị Phụ thuộc Giới hạn Giá trị danh định Lưu lượng cấp

điều khiển và nhiễu) Biến điều khiển là một biến có thể can thiệp được theo ý muốn để

tác động tới biến cần điều khiển Ngoài ra còn có nhiễu, các biến quá trình không thể can

thiệp được, không thể kiểm soát được vì một lý do nào đó, nhiễu được chia làm nhiễu

quá trình (Process disturbance) hay một trường hợp đặc biệt hơn là nhiễu tải (Load

disturbance) Ngoài ra còn có một loại nhiễu khác là nhiễu đo (measurement noise) là

những sai lệch trong quá trình đo, có thể tác động từ bên ngoài, do đặc điểm của quá trình

kỹ thuật hoặc do chính thiết bị gây ra Ví dụ: trong thí nghiệm bình mức dung dịch trong bình có chứa sai số lớn bởi mặt nước không ổn định, do thiết bị đo có sai số hoặc căn chỉnh chưa đúng

19

Ví dụ bình chứa chất lỏng: Bình chứa là một đối tượng rất quan trọng và thông dụng

trong các hệ thống ĐKQT Bài toán đặt ra là duy trì trữ lượng chất lỏng trong bình tại một giá trị hoặc một phạm vi mong muốn Đại lượng cần quan tâm đối với hệ thống bình chứa chất lỏng (tank) là giá trị mức hoặc thể tích Trong thực tế bình chứa có những chức năng về mặt công nghệ như sau:

- Bình chứa quá trình: tạo không gian và thời gian thực hiện các quá trình công nghệ

(phản ứng hóa học, quá trình trộn, )

- Bình chứa trung gian: Giảm tương tác giữa các quá trình kế tiếp nhau (ví dụ biến ra

của quá trình này là biến vào của quá trình kế tiếp), giảm thiểu sự biến thiên các đại lượng đầu vào (lưu lượng, nhiệt độ hoặc các thành phần nguyên liệu), giúp quá trình vận hành trơn tru, trong khi một số dòng chảy thay đổi hoặc ngắt quãng nhất thời

- Bình chứa cấp chất lỏng: đảm bảo hoạt động bình thường cho các bơm cấp

Hình 2.1: Bình chứa chất lỏng

Xét bình chứa chất lỏng minh họa trên hình Chất lỏng trong bình có thể tích V (m3)

và khối lượng riêng ρ (kg/m3) Giả thiết bình chứa được trang bị một hệ thống khuấy lý tưởng, như vậy có thể coi chất lỏng đồng nhất tại mọi vị trí trong bình Dòng vào có lưu lượng thể tích F0 (m3/s) và khối lượng riêng ρ=ρ0

Được coi là một tham số quá trình Dựa vào quan hệ nhân- quả ta dễ dàng nhận ra thể tích V là một biến ra, trong khi F và F0 là các biến vào Phân tích tiếp mục đích điều khiển, ta cũng xác định được biến cần điều khiển là V

w là lưu lượng các dòng ra khỏi hệ thống

Phương trình cân bằng toàn phần có thể biểu diễn theo đơn vị khối lượng hoặc số mol Tại điểm làm việc (trạng thái cân bằng), lượng tích lũy bên trong hệ thống không thay

đổi, vì vậy ta có tổng lưu lượng vào đúng bằng lưu lượng ra

Ví dụ bình chứa chất lỏng với các giả thiết lý tưởng

i) Các lưu lượng vào ra không phụ thuộc vào vị trí quan sát

ii) Khối lượng riêng chất lỏng tại mọi vị trí trong bình là như nhau

iii) Lưu lượng ra không phụ thuộc đáng kể vào chiểu cao chất lỏng trong bình

Phương trình cân bằng vật chất tổng quát được cụ thể hóa như sau:

21

b.Phương trình cân bằng năng lượng

Định luật bảo toàn năng lượng áp dụng cho một hệ động học, hay còn gọi là định luật thứ nhất của nhiệt động học được diễn đạt như sau:

h entanpy của dòng ra (J/kg)bổ sung cho hệ thống

Q tổng lưu lượng nhiệt thông qua dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt thông qua dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt hoặc phản ứng hóa học (công suất cấp nhiệt) (J/s)

Entanpy trên một đơn vị khối lượng được định nghĩa là

L

= +

Công suất tiêu hao

ra bên ngoài

Biến thiên

Năng lượng

tích lũy

Tổng dòng Năng lượng Đưa vào

-

Tổng dòng Năng lượng Đưa ra +

Tổng công suất nhiệt hấp thụ -

=

thể tích riêng (ngịch đảo của khối lượng riêng m3/s)

Giả thiết entanpy không đổi tại một điểm quy chiếu Tref , href

H C pH T H T H C C pC T C T C

-c.Phương trình truyền nhiệt

Hầu hết các quá trình công nghệ liên quan tới quá trình truyền nhiệt Vì vậy bên cạnh các phương trình cân bằng nhiệt lượng thì các phương trình mô tả truyền nhiệt có vai trò hết sức quan trọng trong mô hình hóa quá trình Hiện tượng truyền nhiệt được chia làm 3 loại dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ

Tf: nhiệt độ trung bình của dòng chảy

K: hệ số truyền nhiệt đối lưu (phụ thuộc vào đặc tính dòng chảy và đặc tính nhiệt của lưu chất)

Bức xạ

Bức xạ là hiện tượng truyền năng lượng qua không gian thông qua sóng điện từ Tới một bề mặt, năng lượng đó có thể được hấp thụ, được phản xạ hoặc được truyền tiếp Khi phần năng lượng đó được hấp thụ sẽ chuyển sang nhiệt lượng Gọi hệ số hấp thụ là α, hệ

k0 được coi là một hằng số, E năng lượng kích hoạt thể hiện mức độ phụ thuộc nhiệt

độ và R hằng số khí lý tưởng Hai hằng số k0 và E cần được xác định từ thực nghiệm Điểm cân bằng hóa học

Điểm cân bằng hóa học của một hệ thống đạt được khi

24

i

m

- thế năng hóa học của cấu tử thứ i

e.Phương trình cân bằng pha

Đối với một hỗn hợp gồm 2 pha (ví dụ lỏng và hơi), cân bằng pha được định nghĩa là trạng thái mà thế năng hóa học của mỗi cấu tử ở hai pha bằng nhau:

Độ bay hơi tương đối:

Trong một chất lỏng, độ bay hơi tương đối của một cấu tử I so với cấu tử j được định nghĩa là:

-f.Phân tích bậc tự do của mô hình

Sau khi tất cả các phương trình được thiết lập, ta cần tiến hành một số phân tích đơn giản để kiểm chứng tính nhất quán và một số tính chất khác của mô hình Trên cơ sở đó,

ta có thể đưa ra phân tích và kiểm chứng sự lựa chọn các biến điều khiển và các biến điều khiển thực

25

Số bậc tự do của hệ thống được hiểu là số lượng tối đa các vòng điều khiển đơn tác động độc lập có thể sử dụng, hay nói cách khác là số lượng tối đa biến đầu vào có thể can thiệp độc lập tác động tới đầu ra Số bậc tự do của hệ thống được định nghĩa là

Ví dụ thiết bị gia nhiệt: có 4 biến đầu vào( wH, TH1, wC, TC1)

2.2.3.Tuyến tính hóa mô hình hàm truyền đạt

Biến chênh lệch và mô hình hàm truyền đạt

Mô hình hàm truyền đạt là phần không thể thiếu được cho phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển Để có được mô hình hàm truyền đạt ta cần lưu ý:

26

i)Mô hình hàm truyền chỉ áp dụng cho hệ tuyến tính và ii) giá trị khởi đầu của tất cả các biến liên quan (kể cả đạo hàm xuất hiện trong phương trình mô hình) đều bằng 0 Nếu mô hình ban đầu (phương trình vi phân- đại số) là phi tuyến, ta có thể tuyến tính theo phương pháp ở dưới đây Để đảm bảo điều kiện thứ 2, ta sử dụng các biến chênh lệch so với điểm làm việc thay cho các biến quá trình thực Tại điểm làm việc của hệ thống các biến quá trình không thay đổi giá trị , vì thế các biến chênh lệch cũng như đạo hàm của chúng bằng 0 Sau khi đã biến mô hình để thỏa mãn hai điều kiện trên, ta áp dụng biến đổi Laplace cho cả 2 vế của các phương trình mô hình và rút gọn đưa về dạng chuẩn là ham truyền hoặc không gian trạng thái

Ví dụ bình chứa chất lỏng , giả thiết lưu lượng không phụ thuộc vào độ cao của chất lỏng trong bình , phương trình cân bằng vật chất được viết thành:

t là hằng số thời gian tích phân.

Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc

Hầu hết mô hình toán học của các quá trình thực thực tế đều chứa phương trình vi phân

tính Vì thế mô hình thực cần được tuyến tính hóa Có 3 phương pháp tuyến tính hóa:

-Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc (phải là một giá trị cân bằng) áp dụng phép khai triển Taylor, kết quả là một mô hình tuyến tính xấp xỉ có giá trị sử dụng tại lân cận điểm làm việc

-Tuyến tính hóa thông qua phép đổi biến , đơn thuần kết quả có thể là mô hình tuyến tính hoặc mô hình ít phi tuyến nhưng hoàn toàn tương đương với mô hình ban đầu -Tuyến tính hóa chính xác sử dụng đàn hồi, kết quả là một mô hình mở rộng tuyến tính

Việc tuyến tính hóa sẽ đơn giản hơn nến tiến hành với từng phương trình mô hình Phép tuyến tính hóa điểm làm việc cho ta mô hình biểu diễn với các biến chênh lệch Vì thế, từ mô hình tuyến tính ta có thể dẫn xuất ngay mô hình hàm truyền đạt

Ví dụ xây dựng các phương trình mô hình thiết bị khuấy trộn liên tục

Hệ thống bình trộn chất lỏng là hệ thống điển hình ứng dụng điều khiển quá trình, qua

hệ thống thiết bị khuấy trộn , bài toán điều khiển đặt ra là lưu lượng vào dòng thứ hai phụ thuộc vào quá trình dòng đứng trước, trong khi lưu lượng ra là đại lượng có thể can thiệp được Đối với các quá trình liên quan tới điều khiển thành phần hoặc các quá trình liên quan tới chất khí, phương trình cân bằng vật chất tốt nhất được biểu diễn với biến lưu lượng khối lượng hoặc lưu lượng mol Ta sử dụng các ký hiệu sau đây:

1, 2,

   – lưu lượng khối lượng(kg/s) của các dòng vào và dòng ra

x – thành phần sẳn phẩm ra tính theo phần khối lượng (0-1)

28

 - khối lượng riêng của chất lỏng trong thiết bị (kg/m3)

A - tiết diện của bình chứa (m2, giả thiết là đều từ trên xuống dưới)

Mục đích sử dụng đặt ra là xây dựng mộ hình phục vụ thiết kế sách lược điều chỉnh, vì thế mô hình không đòi hỏi quá chi tiết Trước hết ta cũng đưa ra giả thiết

là trễ vận chuyển có thể bỏ qua Tiếp theo, quá trình khuấy trộn được giả thiết là lý tưởng, có nghĩa là chất lỏng đồng nhất tại mọi vị trí trong thiết bị

Khối lượng riêng của hỗn hợp trong thiết bị cũng được coi là không thay đổi đáng

kể

Hình 2.2:Thiết bị khuấy trộn và cách lựa chọn biến quá trình

a) Không điều khiển lưu lượng đầu ra b) Điều khiển lưu lượng đầu ra

29

Phân tích các mục đích điều khiển, ta xác định được 7 biến quá trình Hai biến ra là mức chất lỏng trong bình h và thành phần x của sản phẩm , 5 biến vào bao gồm các lưu lượng vào - ra ( 1, 2, ) và thành phần của các dòng vào (x1, x2) Trong số đó, hai biến ra cũng là các biến cần điều khiển của quá trình

Trong ví dụ bên cạnh các phương trình cân bằng vật chất toàn phần ta còn có một phương trình cân bằng vật chất thành phần:

1 1 2 2

+ ( )

+

x

dV dt

+

x

dV dt

Ta thấy rằng, mặc dù hệ thống thiết bị khuấy trộn là khá đơn giản, các phương trình

mô hình đã thể hiện phần nào sự phức tạp đặt ra cho bài toán điều khiển: i) tính phi tuyến ii) sự tương tác giữa các biến quá trình Đây mới chỉ là các phương trình mô hình đầu tiên, sau này để phục vụ thiết kế các sách lược và thuật toán điều khiển ta cần tiến hành phân tích hoặc mô phỏng cụ thể để có thể phát triển mô hình theo yêu cầu

31

Phân tích bậc tự do của mô hình:

Sau khi tất cả các phương trình mô hình được thiết lập, ta cần tiến hành một số phân tích đơn giản để kiểm chứng tính nhất quán và một số tính chất khác của mô hình Một đại lượng hữu hiệu để biết được là số bậc tự do của hệ thống Số bậc tự do được hiểu là

số lượng vòng điều khiển đơn độc lập tối đa có thể sử dụng, hay nói cách khác là số

lượng tối đa biến đầu vào có thể can thiệp độc lập để tác động tới đầu ra Xác định được

số bậc tối đa của mô hình cho phép kiểm chứng tính nhất quán, khả năng giải được và mô phỏng được của mô hình Số bậc tự do của hệ thống được định nghĩa là: số biến quá trình trừ đi số phương trình cân bằng:

Nf=Nv- Ne

Nv: số lượng biến quá trình mô tả hệ thống

Ne: số lượng mối quan hệ độc lập giữa các biến (chính là số phương trình cân bằng)

Ví dụ thiết bị khuấy trộn liên tục có 7 biến quá trình và 2 phương trình cân bằng độc lập nên số bậc tự do của mô hình là: Nf =7-2=5, đúng bằng số biến vào (2 biến điều khiển

và 3 biến nhiễu) Như vậy mô hình nhận được đã đảm bảo tính nhất quán Hai biến ra là mức h và nồng độ c cũng có thể điều khiển một cách độc lập Về lý thuyết ta có thể điều chỉnh tối đa 5 vòng điều khiển đơn (2 vòng phản hồi và 3 vòng bù nhiễu)

2.2.3.Tuyến tính hóa và mô hình hàm truyền đạt

Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc

Hầu hết mô hình toán học xây dựng bằng phương pháp lý thuyết cho các quá trình thực đều chứa các phương trình vi phân phi tuyến Nhưng đa số các phương trình đều xây dựng trên mô hình tuyến tính nên cần tuyến tính hóa mô hình phi tuyến Có ba phương pháp tuyến tính hóa cơ bản gồm:

- Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc (không phải là điểm cân bằng) Biến điều khiển là mức h và thành phần x trở thành mô hình trạng thái phi tuyến của quá trình Tại một điểm làm việc, đạo hàm của mọi biến trạng thái đều bằng 0, ta có các phương trình mô hình trạng thái xác lập:

x Ah

Sơ đồ minh họa trực quan:

Mô phỏng hệ thống trên MatLab

Mô phỏng hệ thống trên m_file với chương trình như sau:

Mô phỏng trên Simulink:

Tóm lại các bước tuyến tính hóa một mô hình xung quanh điểm làm việc bao gồm:

- Đối với các phương trình tuyến tính, thay thế các biến thực bằng các biến chênh lệch

- Tuyến tính hóa từng phương trình phi tuyến cùa mô hình tại điểm làm việc bằng phép khai triển Taylor, bắt đầu với các phương trình đại số và sau đó là với các phương trình vi phân

- Đặt lại ký hiệu cho các biến chênh lệch (sử dụng ký hiệu vector nếu cần) và viết gọn lại các phương trình mô hình

- Tính toán lại các tham số của mô hình dựa vào giá trị các biến quá trình tại điểm làm việc

- Chuyển mô hình tuyến tính về dạng mong muốn, ví dụ biểu diễn trong không gian trạng thái hoặc bằng hàm truyền đạt

Độ phi tuyến của mô hình

Đối với một mô hình phi tuyến mạnh hoặc dải làm việc của hệ thống tương đối rộng, phép khai triển Taylor trở nên kém chính xác, điều này được minh họa trên hình vẽ Độ dốc của ba đường cong là như nhau tại điểm làm việc , vì vậy cả 3 mô hình tuyến tính hóa với cùng một mô hình M0 Rõ ràng, độ chính xác của phép tuyến tính hóa phụ thuộc rất nhiều vào độ phi tuyến của mô hình và phạm vi làm việc

Như vậy, mức độ phù hợp của một mô hình tuyến tính hóa xấp xỉ có thể được đánh giá thông qua độ phi tuyến của mô hình nguyên bản trong phạm vi làm việc Trước tiên cần

sự định lượng nhất quán cho khái niệm “độ phi tuyến” Ta có định nghĩa hệ số khuếch đại tĩnh (hay còn gọi là độ nhạy) theo giá trị đầu vào Hệ số khuếch đại tại một điểm làm việc được định nghĩa là tỉ số giữa thay đổi giá trị đầu ra xác lập so với thay đổi giá trị đầu vào

38

Us và ys là những giá trị vào- ra xác lập Hệ số khuếch đại tĩnh k0 cũng chính là độ dốc của tiếp tuyến với đặc tuyến vào-ra tại điểm làm việc Hệ số khuếch đại tĩnh thay đổi càng nhanh theo điểm làm việc, hệ thống có độ phi tuyến càng mạnh Một hệ (một quan

hệ vào-ra nào đó) được gọi là xác lập tuyến tính nếu hệ số khuếch đại tĩnh của nó không phụ thuộc tín hiệu vào

Ví dụ thiết bị khuấy trộn:

Không cần sử dụng khái niệm độ phi tuyến thì ta cũng nhận ra phương trình thứ nhất của

mô hình là tuyến tính, tuy nhiên ta cũng có thể thử kiểm tra Tại một điểm làm việc ta có:

Đối với phương trình thứ hai tại một điểm làm việc ta có quan hệ:

Tuyến tính hóa với phép biến đổi vào-ra

Mặc dù đôi khi không được chỉ ra rõ ràng, phương pháp tuyến tính hóa sử dụng phép biến đổi đã được sử dụng khá rộng rãi trong thiết kế các hệ thống điều khiển, ví dụ điều khiển tỉ lệ, điều khiển công suất nhiệt, điều khiển tính toán moment… Phép biến đổi ở đây được hiểu là thay đổi biến vào hoặc biến ra bằng một biến mới (biến dẫn xuất), làm cho quan hệ vào- ra trở thành tuyến tính hoặc ít ra là có độ phi tuyến nhỏ hơn so với mô hình ban đầu Khâu tính toán biến dẫn xuất, làm cho quan hệ vào- ra trở thành tuyến tính

Ví dụ thiết bị khuấy trộn liên tục với phương trình cân bằng thành phần nếu đặt:

   không phụ thuộc vào R, nếu x1, x2 biết trước và thay đổi không đáng

kể, quan hệ giữa R và x ở trạng thái xác lập trở thành tuyến tính Phân tích trên gợi ý ta

Phương pháp xây dựng mô hình toán học trên cơ sở các số liệu vào-ra thực nghiệm được

gọi là mô hình hóa thực nghiệm hay nhận dạng hệ thống (system indetification)

2.3.1 Các bước nhận dạng

- Thu thập khai thác thông tin ban đầu về quá trình

- Lựa chọn phương pháp nhận dạng

- Tiến hành lấy số liệu thực nghiệm cho từng cặp biến vào-ra trên cở sở phương pháp

nhận dạng đã chọn, xử lý các số liệu nhằm loại bỏ những giá trị kém tin cậy

- Kết hợp yêu cầu về mục đích sử dụng mô hình và khả năng ứng dụng của phương pháp

nhận dạng đã chọn, quyết định về dạng mô hình (tuyến tính/phi tuyến/liên tục/gián đoạn) đưa ra giả thiết ban đầu về cấu trúc mô hình (bậc tử/mẫu, tham số trễ của hàm truyển đạt)

- Xác định tham số mô hình theo phương pháp/ thuật toán đã chọn Nếu tiến hành theo

từng mô hình con (ví dụ từng kênh vào/ra, từng khâu trong quá trình) thì sau đó cần kết hơp chúng lại thành một mô hình tổng thể

- Mô phỏng kiểm chứng và đánh giá mô hình nhận được theo các tiêu chuẩn đã lựa

chọn, tốt nhất là trên nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau

2.3.2 Phận loại các phương pháp nhận dạng

- Theo dạng mô hình sử dụng: phi tuyến/tuyến tính, liên tục/gián đoạn, mô hình thời gian/tần số

- Theo dạng sốliệu thực nghiệm: chủ động/bị động,

- Theo mục đích sử dụng mô hình: trực tuyến, ngoại tuyến,

- Theo thuật toán ước lượng mô hình:

- Bình phương tối thiểu (least squares, LS),