Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy nông sản

Không sử dụng hệ điều khiển nhiệt tự động, nhiệt độ sấy không ổn định, dẫn tới khi sấy chất lượng sản phẩm sấy đạt thấp.. Mục tiêu của đề tài là: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRIỆU SỸ TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN

NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY NÔNG SẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

THÁI NGUYÊN - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy nông sản” do tôi tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo

TS Nguyễn Hồng Quang Các số liệu và kết quả hoàn toàn trung thực

Ngoài các tài liệu tham khảo đã dẫn ra ở cuối luận văn, tôi đảm bảo rằng khôngsao chép các công trình hoặc kết quả của người khác Nếu phát hiện có sự sai phạmvới điều cam đoan trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Học viên

Triệu Sỹ Trường

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .

I MỤC LỤC II DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG, BIỂU TRONG LUẬN VĂN VI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY NÔNG SẢN 3

1.1 Tổng quan về sản phẩm nông sản và quá trình sấy nông sản (Ngô) .3

1.1.1 Giới thiệu .3

1.1.2 Tổng quan hệ lò sấy ngô .5

1.1.3 Sơ đồ thu ngô và tách ngô, sấy ngô .7

1.1.4 Các giai đoạn trong quá trình thu ngô và tách ngô, sấy ngô và các thông số khi sấy 7

1.1.4.1 Giai đoạn thu ngô và tách ngô .7

1.1.4.2 Giai đoạn chuyển ngô hạt lên các khoang chứa 7

1.1.4.3 Giai đoạn sấy ngô .8

1.1.4.4 Giai đoạn xử lý mạt ngô khi sấy .8

1.2 Phương án thiết kế tự động hoá dây truyền hệ thống sấy ngô 8

1.2.1 Giới thiệu sản phẩm .8

1.2.2 Mô hình các cơ cấu truyền động hệ thống 9

1.2.3 Gầu tải Động cơ gầu tải để kéo ngô lên khoang chứa và lò sấy 11

1.2.4 Mô hình các cơ cấu lò sấy, lò đốt và các van đóng mở ngô .11

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN CỦA LÒ SẤY NÔNG SẢN 13

2.1 Giới thiệu chung về lò điện trở 13

2.1.1 Đặc điểm .13

2.1.2 Nguyên lý làm việc .13

2.1.3 Phân loại lò điện trở .13

2.1.4 Cấu tạo lò điện trở .14

2.1.5 Các phương pháp xây dựng mô hình toán học .16

2.1.6 Các phương pháp nhận dạng dựa trên đáp ứng quá độ và phổ tín hiệu .16

42.1.7 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình quán tính bậc nhất có trễ .172.1.8 Một số phương pháp thông dụng .17

Số hóa bởi Trung tâm Học

liệu ht t p : / / w w w.lr c - tnu.edu. v n/

5 2.1.9 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình quán tính bậc hai có trễ .18

2.1.10 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình dao động bậc 2 19

2.1.11 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình có khâu tích phân 20

2.2 Các phương pháp xây dựng mô hình toán học .20

2.2.1 Tìm hiểu và sử dụng Identification Toolbox của Matlab để nhận dạng mô hình đối tượng .20

2.2.2 Giới thiệu “ Ident GUI” .21

2.2.3 Giao diện “ Ident GUI” và cách sử dụng .22

2.2.4 Các thuật toán sử dụng trong Ident GUI 26

2.3 Mô tả toán học lò điện trở 28

2.3.1 Khảo sát đặc tính lò điện trở .28

2.3.2 Tính toán các thông số .31

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CỦA LÒ SẤY NÔNG SẢN 32 3.1 Giới thiệu về các bộ điều chỉnh PID và một số luật hiệu chỉnh .32

3.1.1 Cấu trúc chung của một hệ điều khiển tự động .32

3.1.2 Đặc tính quá độ và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hệ điều khiển tự động .33

3.2 Phân tích các luật điều khiển .34

3.2.1 Luật điều khiển tỷ lệ (P) .34

3.2.2 Luật điều khiển tích phân (I) .34

3.2.3 Luật điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI) .35

3.2.4 Luật điều khiển tỷ lệ - tích phân - vi phân (PID) 36

3.2.5 Nâng cao chất lượng bộ PID mờ .38

3.3 Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển bộ PID 42

3.3.1 Phương pháp thực nghiệm .42

3.3.1.1 Phương pháp Ziegler - Nichols thứ nhất .42

3.3.1.2 Phương phápZiegler - Nichols thứ hai .43

3.3.1.3 Phương pháp tổng hợp T của Kuhn .44

3.3.1.4 Phương pháp cân bằng mô hình .44

3.3.1.5 Phương pháp thiết kế dựa trên miền tần số (Phương pháp tối ưu độ lớn) 45

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN LÒ SẤY NÔNG SẢN 52

4.1 Mô phỏng 52

Số hóa bởi Trung tâm Học

liệu ht t p : / / w w w.lr c - tnu.edu. v n/

6 4.1.1 Mô phỏng đối tượng: 52

4.1.2 Phương pháp Ziegler - Nichols để xác định tham số cho bộ điều khiển PID truyền thống .52

4.1.2.1 Phương pháp Ziegler - Nichols I .52

4.1.2.2 Phương pháp Ziegler - Nichols II 53

4.1.3 Thiết kế, mô phỏng bộ điều khiển tối ưu module 56

4.2 Phần cứng .58

4.2.1 Tổng quan phần cứng của hệ thống .58

4.2.2 Thiết kế chi tiết phần cứng .58

4.2.2.1 Khối nguồn .59

4.2.2.2 Khối xử lý trung tâm 59

4.2.2.3 Mạch nguyên lý .61

4.2.2.4 Khối hiển thị .61

4.2.2.5 Khối LED chỉ thị 62

4.2.2.6 Khối truyền thông .63

4.2.2.7 Khối điều khiển rơle 64

4.2.2.8 Khối chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự .65

4.2.2.9 Khối đầu vào cách ly .66

4.2.2.10 Khối đo nhiệt độ .66

4.2.2.11 Khối bắt điểm 0 68

4.2.2.12 Khối điều khiển TRIAC 69

4.3 Phần mềm .70

4.4 Thực nghiệm thực tế .70

4.5 Đặc tính đồ thị đáp ứng của lò nhiệt với bộ điều khiển PI .72

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC 75

Số hóa bởi Trung tâm Học

liệu ht t p : / / w w w.lr c - tnu.edu. v n/

7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG, BIỂU TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 Mô hình tổng quan hệ thống lò sấy ngô 6

Hình 1.2 Lược đồ tổng quan hệ thống lò sấy ngô 7

Hình 1.3 Xích tải ngang 9

Hình 1.4 Xích tải ngang nghiêng 10

Hình 1.5 Mô hình lò sấy 12

Hình 2.1 Biểu đồ phương pháp kẻ tiếp tuyến 17

Hình 2.2 Biểu đồ phương pháp hai điểm quy chiếu 18

Hình 2.3 Giao diện “ Ident GUI” 1 22

Hình 2.4 Giao diện “ Ident GUI” 2 23

Hình 2.5 Giao diện “ Ident GUI” 3 24

Hình 2.6 Giao diện “ Ident GUI” 4 25

Hình 2.7 Biểu thuật toán sử dụng trong Ident GUI 27

Hình 2.8 Biểu nhận dạng mô hình 29

Hình 2.9 Biểu đồ quá độ nhiệt độ 30

Hình 2.10 Mô hình lò điện trở tại phòng thí nhiệm 31

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động 32

Hình 3.2 Quá trình quá độ của hệ thống ổn định theo thời gian 33

Hình 3.3 Mô tả chỉ tiêu chất lượng động của hệ thống điều khiển 34

Hình 3.4 Đặc tính quá độ của bộ điều khiển PID 36

Hình 3.5 Phương pháp tiếp tuyến 42

Hình 3 6 Xác định hằng s ố khuế c h đ ạ i 43

Hình 3.7 Hàm quá độ 44

Hình 3.8 Cấu trúc bộ điều khiển cân bằng mô hình 45

Hình 4.1 Sơ đồ mô phỏng đối tượng 52

Hình 4.2 Đặc tính mô phỏng đối tượng 52

Bảng 4.3 Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler - Nichols I 52

Bảng 4.4 Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler - Nichols I 53

cho đối tượng lò điện trở 53

Hình 4.5 Quỹ đạo nghiệm số 53

Hình 4.6 Đặc tính hằng số tới hạn 54

Bảng 4.7 Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler - Nichols II 54

Bảng 4.8 Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols II 54

cho đối tượng lò điện trở 54

Hình 4.9 Mô hình điều khiển 55

Số hóa bởi Trung tâm Học

liệu ht t p : / / w w w.lr c - tnu.edu. v n/

Hình 4.10 Đáp ứng của đối tượng với 03 bộ điều khiển P, PI, PID 55

Hình 4.11 Đáp ứng của đối tượng với 03 bộ điều khiển P, PI, PID 56

Hình 4.12 Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển 57

Hình 4.13 Đặc tính đáp ứng lò điện trở và bộ PI theo phương pháp tối ưu mô đun 57

Hình 4.14 Sơ đồ khối nguồn 5V 59

Hình 4.15 Sơ đồ khối nguồn -5V 59

Hình 4.16 Sơ đồ khối chân vi xử lý DsPIC30F4013 59

Hình 4.17 Sơ đồ nguyên lý DsPIC30F4013 61

Hình 4.18 LED 7 thanh 4 số 61

Hình 4.19 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 62

Hình 4 2 0 Sơ đồ k h ố i LED chỉ t hị 62

Hình 4.21 Giắc cắm RS-232 loại 9 chân (DB9) 63

Hình 4.22 Sơ đồ khối LED chỉ thị 64

Hình 4 2 3 Sơ đồ k h ố i điều khi ể n rơl e 64

Hình 4.24 Sơ đồ chân DAC MCP4922 65

Hình 4.25 Sơ đồ nguyên lý mạch đầu vào cách ly 66

Hình 4.26 Bảng điện trở của PT100 khi nhiệt độ thay đổi từ 0 o C đến 200 0 C 67

Hình 4 27 M ạ c h t ạ o ngu ồ n d ò ng 1mA 67

Hình 4.28 Mạch lọc Sallen-Key và khuếch đại 68

Hình 4.29 Mạch bắt điểm 0 điện áp xoay chiều 220V 68

Hình 4.30 Tín hiệu tại điểm INT0 69

Hình 4.31 Mạch điều khiển BTA41 69

Hình 4.32 Điện áp ra trên tải khi thay đổi góc mở 70

Hình 4 3 3 Hình ả nh thực n g h i ệ m ph ò ng t hí nghiệ m 71

Hình 4.34 Đồ thị đáp ứng của lò nhiệt với bộ điều khiển PI theo phương pháp tối

ưu modul Error! Bookmark not defined.

Kinh tế xã hội phát triển nhu cầu đối với các dịch vụ hàng hóa trong nướccũng như xuất khẩu ngày càng tăng, đòi hỏi về chất lượng cao hơn và mặt hàng nôngsản (Ngô, gạo, cà phê, ca cao, hồ tiêu) cũng là một trong các mặt hàng trong số đó Vìvậy, các nhà máy chế biến không còn là bán tự động mà phải được tự động hóa hoàntoàn mới đáp ứng được yêu cầu đặt ra.

1 Lý do chọn đề tài:

Thực hiện việc cải tạo nâng cấp một hệ thống máy móc đầu tiên là thay thế hệthống điều khiển có thể lập trình được nhằm làm giảm sức lao động, cho mạch điềukhiển của hệ thống gọn nhẹ, hoạt động chính xác đáng tin cậy hơn và quan trọng nhất

là dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển khi có yêu cầu

Qua khảo sát nhà máy sấy Ngô tại Sơn La có hệ thống sấy bán tự động, nhiệt độ

để sấy được đốt từ bên ngoài bằng nhiên liệu là lõi ngô và được thổi vào bên trong lòsấy nhờ động cơ quạt Không sử dụng hệ điều khiển nhiệt tự động, nhiệt độ sấy không

ổn định, dẫn tới khi sấy chất lượng sản phẩm sấy đạt thấp Mặt khác do nhiệt độ sấyđược lấy từ nhiên liệu đốt nên mất rất nhiều thời gian thì nhiệt độ với đạt theo mongmuốn Chính vì thế việc thiết kế xây dựng lò sấy tự động ổn định nhiệt độ để nâng caonăng suất và chất lượng sản phẩm sấy là hết sức cần thiết

Xuất phát từ thực tế trên, học viên đã đề xuất thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ

“Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy nông sản”

2 Mục tiêu của đề tài là: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt dộ lò sấy nông sản”:

- Xây dựng được đầy đủ phương pháp luận để phân tích, tổng hợp, thiết kếđược bộ điều khiển cho lò sấy nông sản

Số hóa bởi Trung tâm Học

2

- Thiết kế, chế tạo lắp ráp được bộ điều khiển PID điều khiển hệ thống nhiệt độ

lò sấy nông sản

- Kiểm chứng kết quả bằng mô phỏng và thực nghiệm tại phòng thí nghiệm

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Thiết bị sấy nông sản

+ Ứng dụng lý thuyết điều khiển vào thực tế

- Phạm vi nghiên cứu:

- Điều khiển nhiệt độ lò sấy nông sản

- Mô phỏng kiểm chứng bằng các phần mềm mô phỏng

4 Dự kiến kết quả đạt được:

- Viết được mô hình toán của đối tượng

- Xây dựng được thuật toán điều khiển theo chỉ tiêu chất lượng cao

- Thiết kế và lắp ráp được bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt độ hệ thống lòsấy nông sản tại phòng thí nghiệm Qua đó để đánh giá độ tin cậy, hoạt động ổn địnhcủa phần cứng cũng như chương trình phần mềm khi hoạt động trong thực tế

Nội dung chính của luận văn:

Chương 1: Tổng quan và hệ thống sấy nông sản.

1 Tổng quan về sản phẩm nông sản và quá trình sấy nông sản

2 Phương án thiết kế tự động hoá dây chuyền hệ thống sấy nông sản

Chương 2: Xây dựng mô hình toán của lò sấy nông sản.

1 Giới thiệu chung về lò điện trở

2 Các phương pháp xây dựng mô hình toán học

3 Mô tả toán học lò điện trở

Chương 3: Xây dựng thuật toán điều khiển của lò sấy nông sản.

1 Giới thiệu về các bộ điều chỉnh PID và một số luật hiệu chỉnh

2 Phân tích các luật điều khiển

3 Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển bộ PID

Chương 4: Xây dựng hệ điều khiển của lò sấy nông sản.

1 Mô phỏng

Số hóa bởi Trung tâm Học

3

2 Thực nghiệm

5 Phương pháp nghiên cứu:

- Gắn lý thuyết với đối tượng thực tế

- Dùng máy tính với các phần mềm mô phỏng

6 Các công cụ, thiết bị cần thiết cần thiết cho nghiên cứu:

- Máy tính, phần mềm mô phỏng Matlab và Simulink

- Đối tượng thực tế - Phòng thí nghiệm Tự động hoá

Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô thuộc bộ môn Điềukhiển tự động và bộ môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp trường Đại học Kỹ thuật

- Công nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt là thầy giáo TS Nguyễn Hồng Quang đã tận tìnhhướng dẫn, giúp đỡ học viên trong suốt quá trình làm luận văn./

Thái Nguyên, ngày 05 tháng 5 năm 2014

Học viên

Triệu Sỹ Trường

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY NÔNG SẢN

1.1 Tổng quan về sản phẩm nông sản và quá trình sấy nông sản (Ngô).

1.1.1 Giới thiệu.

Các sản phẩm nông sản của nước ta hiện nay đang rất được quan tâm và luôn

là trang nóng trên các tin tức đặc biệt là lúa gạo, cà phê, ngô… sản lượng hàng nămthu hoạch về rất lớn, sau khi thu về đã có những nhà máy chế biến nhưng tập trungnhiều là các nhà máy chế biến gạo, cà phê còn các nhà máy chế biến sản lượng Ngô thì

ít cụ thể như nhà máy sấy ngô sau khi thu hoạch

Tây Bắc là khu vực có diện tích đất chủ yếu là đồi núi do đó phần lớn ngườinông dân sử dụng những vùng đồi này để trồng Ngô, sắn Hàng năm vào vụ thu hoạch

Số hóa bởi Trung tâm Học

4của những người nông dân lượng ngô được thu về tới hàng triệu tấn, ngô thu về tồn tại

ở dạng bắp sau đó về vẽ (số lượng ít) hoặc dùng máy để tách lõi với hạt ra lúc này ngôchưa được khô, chưa đạt tiêu chuẩn độ ẩm, không làm khô kịp thời thì ngô có thể bịmốc làm ảnh hưởng tới sức khỏe của người hoặc gia súc, gia cầm sử dụng Để làm khôcác hạt ngô sau khi tách khỏi lõi thường sử dụng các biện pháp sau:

- Phương pháp thủ công là phơi

- Nhược điểm phương pháp này

+ Phụ thuộc vào thời tiết

+ Số lượng không lớn

+ Độ ẩm của ngô không đều

- Phương pháp bán thủ công: Phương pháp này sử dụng lò sấy thủ công kếthợp với con người

- Mô tả sơ qua về lò sấy bán tự động này, nhiệt để sấy được đốt từ bên ngoàibằng nhiên liệu là lõi ngô và được thổi vào bên trong lò sấy nhờ động cơ quạt

- Lò sấy bên trên là sàn đổ ngô khi sấy quá trình đảo bằng sức người Nếu lò

cỡ lớn thì thực hiện một mẻ sấy là khoảng 15 tấn thời gian mất khoảng 120 phút

- Đóng mở các động cơ điện vẫn sử dụng là cầu dao, hoặc Áp tô mát

- Ưu điểm phương pháp này

+ Vốn đầu tư ban đầu để xây dựng lò sấy ít

+ Quy trình sấy đơn giản

- Nhược điểm

+ Tốn nhiều công sức

+ Độ ẩm của ngô không đều

+ Thời gian sấy lâu

- Ưu điểm của lò sấy tự động

+ Không tốn nhiều nhân công

+ Thời gian sấy nhanh

Số hóa bởi Trung tâm Học

5+ Số lượng lớn

+ Độ ẩm của ngô đều và đạt tiêu chuẩn

+ Có kho chứa ngô thành phẩm và ngô thu về

Trên địa bàn khu vực Tây Bắc cũng đã xuất hiện một số nhà máy sấy tự độngnhưng các nhà máy này chưa chuẩn hóa quá trình hoạt động của các cơ cấu chấp hành

và nhiệt độ của lò, hệ thống điều khiển còn gặp nhiều sự cố trong quá trình làm việc.Xuất phát từ các vấn đề này cũng như từ thực tế tôi xây dựng hệ thống điều khiểnnhiệt độ lò sấy nhằm ổn định nhiệt, nâng cao chất lượng sản phẩm sấy đảm bảo tiêuchuẩn đầu vào nguyên liệu của các công đoạn sản xuất, chế biến

1.1.2 Tổng quan hệ lò sấy ngô.

Số hóa bởi Trung tâm Học

6

Hình 1.1 Mô hình tổng quan hệ thống lò sấy ngô.

Số hóa bởi Trung tâm Học

1.1.3 Sơ đồ thu ngô và tách ngô, sấy ngô.

Ngô thu về Tách hạt và lõi ngô

Hạt ngô đưa đến các khoang chứa Nếu đủ sản lượng sấy của lò

Sấy sản phẩm Ngô qua khoang nóng (350C)

Ngô được đưa về

khoang chứa

thành phẩm

Qua khoang làm mát bằng quạt

Sản phẩm

Hoàn thành tiêu chuẩn đạt Độ ẩm 15 phút kiểm tra Sấy thời gian

độ ẩm tiêu chuẩn

Qua hệ thống thổi mạt

Hình 1.2 Lược đồ tổng quan hệ thống lò sấy Ngô

1.1.4 Các giai đoạn trong quá trình thu ngô và tách Ngô, sấy ngô và các thông số khi sấy.

1.1.4.1 Giai đoạn thu ngô và tách ngô.

Khi ngô đã đến giai đoạn thu hoạch ngô được thu về ở dạng bắp sau đó đượctách hạt và lõi Ngô ra nhờ các máy tách, Ngô hạt được chuyển đến các nhà máy để sấykhô ở giai đoạn này không nằm trong phạm vi của quy trình sấy

1.1.4.2 Giai đoạn chuyển ngô hạt lên các khoang chứa.

Ngô hạt được đổ xuống sàn và sử dụng các xích tải để kéo ngô đến gầu tải, từgầu tải này ngô được đưa lên xích tải trên và kéo đổ vào các khoang chứa, bên phầnkhoang chứa được chia làm hai khoang Khi khoang thứ nhất chưa báo đầy là mức cao

„„H‟‟ thì SL được cấp nguồn và mở nắp ngô được ưu tiên đổ vào khoang thứ nhất, nếukhoang thứ nhất báo đầy thì (SL) ở khoang thứ hai được cấp nguồn và mở nắp, ngôđược đổ vào khoang thứ hai

1.1.4.3 Giai đoạn sấy Ngô.

Ngô được đưa về các khoang chứa khi đủ sản lượng sấy thì ta tiến hành sấy,Ngô được sấy liên hoàn cho đến khi đạt tiêu chuẩn độ ẩm

Khi bắt đầu thực hiện sấy ngô được xả ra từ khoang chứa thứ hai nhờ hệ thốngxích tải, gầu tải Ngô được đưa vào lò sấy qua khoang nóng với nhiệt độ sấy (350C) rồiqua khoang làm nguội Ngô, trong khi đi qua khoang nóng và khoang làm nguội, Ngôđược đảo nhờ hệ thống cánh đảo trong lò sấy, ngô qua lò sấy được đưa về khoang chứathứ ba nhờ hệ thống xích tải, gầu tải Ngô ở khoang chứa 1 và khoang chứa 2 đã đượcsấy hết chu trình sấy đã thực hiện xong vòng sấy đầu tiên, tiếp tục vòng sấy tiếp theolúc này ngô lại được xả ra từ khoang chứa thứ 3 và qua lò sấy đổ vào khoang chứa thứ

4 và chu trình sấy thực hiện liên hoàn như vậy cho tới khi hệ thống báo đủ tiêu chuẩn

độ ẩm khi đó ngô được chuyển về khoang chứa thành phẩm

Khi Ngô ở khoang chứa 1 và khoang chứa 2 đã được xả hết để sấy thì ta có thểđưa ngô từ bên ngoài vào khoang chứa để tiếp tục sấy hoặc dự trữ

1.1.4.4 Giai đoạn xử lý mạt Ngô khi sấy.

Trong quá trình sấy lượng mạt ở ngô được bong ra ngoài rất nhiều do đó lượngmạt này phải được tách khỏi hạt xuất phát từ vấn đề đó nên lượng mạt phải được táchtrong lúc sấy Ở dàn sấy của lò đặt một hệ thống thổi mạt là động cơ quạt để thổi mạt

và động cơ này hoạt động cùng với lò sấy Ngô sau khi qua lò sấy đưa về các khoangchứa thì được hệ thống thổi mạt thổi hết mạt ra bên ngoài để đảm bảo môi trườngkhông bị bụi lượng mạt thổi ra phải được đưa qua các ống dẫn đến nơi mà không gây ônhiễm

1.2 Phương án thiết kế tự động hoá dây truyền hệ thống sấy Ngô.

+ Ngô sấy để chế biến

Với hai loại ngô này thì nhiệt độ sấy sẽ khác nhau do đó lò sấy này thực hiệnsấy Ngô để chế biến nên nhiệt độ sấy của lò là 300C - 400C Trong thực tế lò sấy xâydựng chủ yếu là dùng để sấy Ngô nguyên liệu vì vậy luận văn đi sâu nghiên cứu nhiệt

độ hệ thống lò sấy Ngô nguyên liệu nhiệt độ 350C

f

f

1.2.2 Mô hình các cơ cấu truyền động hệ thống.

- Xích tải - Động cơ xích tải để kéo ngô ra gầu tải:

+ Chức năng: Xích tải đóng vai trò vận chuyển Ngô đến gầu tải và vận chuyểnngô vào khoang chứa Nó tạo nên tính liên tục của quá trình sản xuất Xích tải đượctruyền động bởi các động cơ không đồng bộ 3 pha thông qua các cơ cấu truyền động.Tốc độ xích tải của từng công đoạn sản xuất khác nhau phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuậtsản xuất và đảm bảo không xảy ra dồn ứ sản phẩm

+ Chiều dài của xích tải L = 3m

- Giới thiệu mô hình cơ cấu truyền động:

+ Chọn xích tải có cấu trúc kim loại Động cơ truyền động cho xích tải quacác cơ cấu bánh răng Trên xích tải gắn các cánh để kéo Ngô

Hình 1.3 Xích tải ngang

- Giới thiệu phương pháp tính toán chọn công suất động cơ xích tải:

- Tính chọn công suất động cơ truyền động thiết bị vận tải liên tục thường theocông suất cản tĩnh Chế độ quá độ không tính đến vì số lần đóng cắt ít, không ảnhhưởng đến chế độ tải của động cơ truyền động

- Phụ tải của thiết bị vận tải liên tục thường ít thay đổi trong quá trình làm việcnên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng và quá tải Trong điều kiệnlàm việc nặng nề của thiết bị, cần kiểm tra theo điều kiện mở máy

- Sau đây là một phương pháp tính chọn công suất động cơ truyền động băng

tải Trên (Hình 1.4) cho thấy: Một lực bất kì theo phương thẳng đứng đặt trên mặtnghiêng, có thể phân thành hai thành phần

Hình 1.4 Xích tải ngang nghiêng

- Khi tính toán chọn công suất động cơ truyền động xích tải, thường tính theocác thành phần sau:

+ Công suất P1 để dịch chuyển vật liệu

+ Công suất P2 để khắc phục tổn thất do ma sát trong các ổ đỡ

+ Công suất P3 để nâng tải (Nếu là xích tải nghiêng)

+ Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:

L: Chiều dài xích tảim: Khối lượng vật liệu trên một mắt xích tải

K1: Hệ số tính tới lực cản khi dịch chuyển vật liệu K1 = 0,05

- Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:

P1 F1 .V m.L,

.K V g

(1.5)

K2 Hệ số tính đến lực cản khi không tải

mb Khối lượng xích tải trên một mét chiều dài

- Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát :

P2 F2 .V L m b K 2 .g.V

- Công suất nâng bằng: P3

- Công suất tĩnh của xích tải:

- : Hiệu suất truyền động

Từ tính toán ta chọn động cơ có công suất P = 3,5kw

+ Chiều cao của gầu tải H = 4m

+ Tính chọn công suất, tốc độ động cơ:

- Động cơ truyền động cơ cấu nâng hạ gầu tải đóng vai trò quan trọng trong hệthống tuy nhiên động cơ gầu tải chỉ mang tải đều và làm việc chế độ dài hạn

Do đó ta chọn công suất động cơ P = 4.5 kw

tiêu chuẩn độ ẩm cho phép theo yêu cầu.

- Giới thiệu mô hình lò sấy.

Khoang nóng

+ Nhiệt độ ổn định của lò: 350C

+ Trên đỉnh của lò đặt hai cảm biến báo mức, báo đầy là mức trên (H) và báohết là mức dưới (L) để từ đó ta biết được lượng ngô đi vào lò sấy

- Chức năng của các động cơ trong lò sấy:

+ Động cơ M.212 là động cơ hút hơi nóng từ lò đốt vào lò sấy

+ Động cơ M.213 là động cơ thổi gió làm nguội ngô khi ngô đã qua khoang nóng.+ Động cơ M.214 là động cơ quay các cánh đảo ngô

+ Động cơ M.215 là động cơ quay xích tải để đưa ngô từ lò sấy ra gầu tải

R.I 2 .t

Chương 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN CỦA LÒ SẤY NÔNG SẢN

Hệ thống sấy sử dụng thiết bị gia nhiệt là các điện trở nhiệt, chính vì thế trongquá trình khảo sát và xây dựng mô hình toán cho đối tượng điều khiển luận văn sửdụng lò điện trở làm đối tượng thay thế

2.1 Giới thiệu chung về lò điện trở.

- Lò điện trở là một thiết bị biến điện năng thành nhiệt năng thông qua dây đốt(dây nung) Từ dây đốt nhờ bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt, nhiệt năng được đưa tới vậtcần gia nhiệt

2.1.1 Đặc điểm.

- Có khả năng tạo được nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thểtích nhỏ

- Có tốc độ nung lớn, năng suất cao do nhiệt năng tập trung ở nhiệt độ cao

- Nung đều và chính xác nhờ việc dễ điều chỉnh và khống chế độ điện và nhiệt độ

- Lò đảm bảo được độ kín, có khả năng nung chân không hoặc trong môi trường

có khí bảo vệ, vì vậy độ cháy hao kim loại nhỏ

- Có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao

- Đảm bảo điều kiện vệ sinh: Không có bụi, không có khói, ít tiếng ồn

2.1.2 Nguyên lý làm việc.

Theo định luật Joule - Lence, dòng điện chạy qua vật dẫn có điện trở R (vật rắnhoặc chất lỏng), nó sẽ tạo ra một nhiệt lượng Năng lượng này sẽ đốt nóng bản thân vậtdẫn hoặc gián tiếp đốt nóng các vật nung ở gần đó:

Q (2.1)Trong đó:

Q: Nhiệt độ tỏa ra trên dây dẫn (J)

R: Điện trở của dây dẫn ( )

I: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)

t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)

2.1.3 Phân loại lò điện trở.

- Theo phương pháp tỏa nhiệt, chia thành 2 nhóm

+ Lò điện trở trực tiếp: Là lò điện trở mà vật nung được nung nóng trực tiếpbằng dòng điện chạy qua nó Loại lò này ít dùng vì nó chỉ dùng để nung những vật cóhình dạng đơn giản (tiết diện hình chữ nhật, vuông, tròn )

+ Lò điện trở tác dụng gián tiếp: Là lò điện trở mà nhiệt được tỏa ra ở dây điệntrở, rồi dây điện trở sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lưu hoặc dẫn nhiệt.Loại lò này thường gặp trong thực tế công nghiệp.

- Theo nhiệt độ của lò, chia làm 3 loại:

+ Lò có nhiệt độ thấp: Nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 6000C

+ Lò có nhiệt dộ trung bình: Nhiệt độ làm việc từ 6000C ÷12000C

+ Lò có nhiệt độ cao: Nhiệt độ trên 12000C

2.1.4 Cấu tạo lò điện trở.

- Yêu cầu cơ bản đối với cấu tạo lò điện trở

+ Hợp lý về mặt công nghệ: Có nghĩa là cấu tạo lò không những phù hợp vớiquá trình công nghệ yêu cầu mà còn tính đến khả năng sử dụng nó đối với quá trìnhcông nghệ khác nếu như không làm tăng độ phức tạp trong thiết kế và giá cả khôngquá cao

+ Hiệu quả về kỹ thuật: Là khả năng biểu thị hiệu suất cực đại của kết cấu khicác thông số của nó xác định (kích thước ngoài, công suất, trọng lượng….)

+ Chắc chắn khi làm việc: Là một trong những tiêu chí quan trọng nhất của chấtlượng kết cấu của các lò điện trở Nếu trong khi làm việc một bộ phận nào đó khônglàm việc sẽ ảnh hưởng đến quá trình sản xuất chung, gây thiệt hại cho sản xuất

+ Tiện lợi khi sử dụng

+ Rẻ và đơn giản khi thiết kế

+ Hình dáng bên ngoài đẹp

- Cấu tạo lò điện trở: Lò điện trở gồm 3 phần chính: vỏ lò, lớp lót, dây nung.+ Vỏ lò: Là một khung cứng vững, chủ yếu để chịu tải trọng trong quá trình làmviệc của lò Mặt khác vỏ lò cũng dùng để giữ lớp cách nhiệt và đảm bảo sự kín hoàntoàn hay tương đối của lò Khung vỏ lò cần cứng, vững chắc đủ để chịu tải trọng củalớp lót, phụ tải lò (vật nung) và các chi tiết cơ khí gắn trên vỏ lò

Đường kính vỏ lò (mm) 1000 - 2000 2500 - 4000 4500 - 65000

Độ dày thép tấm (mm) 3 - 6 8 - 12 14 - 20

- Lớp lót: Thường gồm 2 phần chính: Vật liệu chịu lửa và cách nhiệt:

+ Phần vật liệu chịu lửa có thể xây bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình và gạchhình đặc biệt tùy theo hình dáng kích thước đã cho của buồng lò Cũng có khi người talàm bằng các loại bột chịu lửa gọi là khối đầm Khối đầm có thể tiến hành ngay trong

lò hay ở ngoài nhờ các khuân Phần vật liệu chịu lửa phải đạt các yêu cầu sau:

+ Chịu được nhiệt độ cực đại của lò

+ Có độ bền nhiệt đủ lớn khi làm việc

+ Có đủ độ bền cơ học khi xếp vật nung và đặt thiết bị vận chuyển trong cácđiều kiện làm việc

+ Đảm bảo khả năng gắn dây nung bề mặt và chắc chắn

+ Có đủ độ bền hóa học khi làm việc, chịu được tác động khí quyển lò và ảnhhưởng của vật nung

+ Đảm bảo khả năng tích nhiệt cực tiểu Điều này đặc biệt quan trọng trong lòlàm việc có chu kỳ

+ Phần cách nhiệt thường nằm giữa vỏ lò và vật liệu chịu lửa Mục đích chủ yếucủa phần này là làm giảm tổn thất nhiệt Các yêu cầu cơ bản đối với phần cách nhiệt là:

+ Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu

+ Khả năng tích nhiệt cực tiểu

+ Ổn định về tính chất vật lý, nhiệt trong điều kiện làm việc xác định

- Dây nung: Dây nung là bộ phận phát nhiệt của lò, thường được đặt trong buồng

lò hoặc buồng phát nhiệt, chúng làm việc ở nhiệt độ cao, vì vậy vật liệu làm dây nungcần có yêu cầu sau:

+ Khả năng chịu nóng tốt, không bị ôxi hóa trong môi trường không khí ở nhiệt

+ Dây nung kim loại: được chế tạo bằng các hợp kim Cr - Al; Cr - Ni và các hợpkim có điện trở lớn.

+ Dây nung phi kim loại: Dùng phổ biến là SiC, graphit, than

2.1.5 Các phương pháp xây dựng mô hình toán học.

Ổn định các tham số của đối tượng điều khiển như nhiệt độ, tốc độ… là mối quantâm hàng đầu khi thiết kế hệ thống điều khiển Để thực hiện việc này thì công việc đầutiên là xác định mô hình toán học của đối tượng điều khiển

Trong lý thuyết điều khiển tự động thì việc xác định mô hình của đối tượngđiều khiển là một bước rất quan trọng trước khi xác định thuật toán và các tham sốđiều khiển Mô hình hóa giúp cho chúng ta:

- 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 sách lược và cấu trúc điều khiển

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

- Phân tích và kiểm chứng kết quả thiết kế

- Mô phỏng trên máy tính: Để xác định mô hình toán học của đối tượng điềukhiển đến nay có 2 phương pháp:

+ Dựa vào các phương trình toán học mô tả mối quan hệ các đại lượng vật lý củađối tượng và các tham số của đối tượng

+ Dựa vào đượng cong thực nghiệm của đối tượng

Cả hai phương pháp này đều có những ưu, nhược điểm, các bước tiến hành,phạm vi áp dụng khác nhau Phương pháp lý thuyết thiết lập mô hình dựa trên cácđịnh luật có sẵn về quan hệ vật lý bên trong và quan hệ giao tiếp với môi trường bênngoài của hệ thống Các quan hệ này được mô tả theo quy luật hóa - lý, qui luậtcân bằng dưới dạng các phương trình toán học Phương pháp thực nghiệm dùngcác đáp ứng quá độ để nhận dạng, hoặc ta có thể sử dụng phần mềm Matlab từ bộ sốliệu thực nghiệm ta có thể xác định được mô hình toán học của hệ thống

Trong khuôn khổ của luận văn em chỉ giới thiệu về phương pháp thực nghiệm,nêu ra các phương pháp cơ bản dựa trên đáp ứng quá độ và sử dụng công cụIdentification toolbox của Matlab

2.1.6 Các phương pháp nhận dạng dựa trên đáp ứng quá độ và phổ tín hiệu.

Tín hiệu vào chủ động là hàm 1(t) hoặc dãy các giá trị ảnh Fourier của hàmtrọng lượng g(t) trên cơ sở quan sát các tín hiệu vào ra (nhận dạng bị động)

k e

2.1.7 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình quán tính bậc nhất có trễ.

Rất nhiều đối tượng thực tế có dáp ứng quá độ nhanh, tắt dần hình chữ S Để đơngiản trong việc tính toán, người ta thường xấp xỉ đối tượng dạng này để đưa về đốitượng quán tính bậc 1 có khâu trễ Mô hình đối tượng thường có hàm truyền đạt dạng:

Hình 2.1 Biểu đồ phương pháp kẻ tiếp tuyến

- Phương pháp 2 điểm quy chiếu: Ta thấy phương pháp kẻ tiếp tuyến ước lượngtham số mô hình mang tính chủ quan thiếu chính xác mà cũng có sử dụng trên máytính Vì thế để khắc phục một phần nhược điểm của phương pháp kẻ tiếp tuyến người

u ydt

u

ta sử dụng phương pháp 2 điểm quy chiếu Các tham số và được xác định theo t1

và t2 như sau:

và (2.3)

Hình 2.2 Biểu đồ phương pháp hai điểm quy chiếu

- Phương pháp diện tích: Trong hai phương pháp trên không quan tâm đến ảnhhưởng của nhiễu đo, để giảm một cách hiệu quả ảnh hưởng của nhiễu đo đến kết quảnhận dạng người ta thường sử dụng kỹ thuật lấy tích phân thay cho từng giá trị đơn lẻnội dung của phương pháp này là tính:

Với các số liệu thu thập được gián đoạn, ta cần xấp xỉ tích phân bằng phép cộng

2.1.9 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình quán tính bậc hai có

trễ.

- Mô hình quán tính bậc 2 có trễ tuy tính toán phức tạp hơn nhưng lại mô tả chính

1s 1 2 s k

2 2

tm tp

t m

ln y

y m

y y

xác hơn động học của các đối tượng có đặc tính quá độ hình chữ S Mô hình truyền đạt

- Phương pháp kẻ tiếp tuyến và 2 điểm quy chiếu: Phương pháp này cũng tương

tự như trong mô hình quán tính bậc 1, hệ số khuếch đại k được xác định bằng cách kẻ đường tiệm cận với đồ thị đáp ứng quá độ ở chế độ xác lập Hằng số thời gian trễ được xác định bằng giao điểm giữa trục thời gian và tiếp tuyến tại điểm uốn Các tham

số 1; 2 được xác định bằng cách lấy 2 điểm quy chiếu (33% và 67%) sau đó giảiphương trình phi tuyến:

1 với i = 1,2 (2.7)

2.485 t2 (2.8)

2.1.10 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình dao động bậc 2.

- Trong trường hợp đặc tính quá độ của đối tượng có dạn dao động thì cần sử dụng mô hình dao động:

G(s) e với hệ số tắt dần 0< <1 (2.9)

- Hệ số khuyếch đại tính k được xác định bằng cách kẻ đường tiệm cận với đồthị ở trạng thái xác lập Các tham số còn lại có thể được xác định thông qua một sốphương pháp như phương pháp 2 điểm cực trị hoặc phương pháp 3 điểm quy chiếu

- Phương pháp 2 điểm cực trị, khi dao động kéo dài, có thể xác định được mộtcách rõ ràng vị trí các điểm cực trị Ta xác định các tham số theo công thức:

và

(2.10)

p

t t

- Trong trường hợp tm và tp lần lượt là các thời điểm của các điểm cực trị thứ

2.1.11 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình có khâu tích phân.

- Mô hình có thành phần tích phân có thể được nhận dạng dựa trên việc nhậndạng thành phần quán tính bậc 1 hoặc thành phần bậc 2 của đối tượng bằng cách:

- Sử dụng tín hiệu kích thích là tín hiệu xung Kronecker thay cho tín hiệu bậcthang bởi vì đáp ứng dạng xung của khâu quán tính - tích phân tương đương với đápứng bậc thang của khâu quán tính tương ứng nếu diện tích của xung được chọn có giátrị bằng biên độ của tín hiệu bậc thang

- Có thể sử dụng tín hiệu ra kích thích bậc thang, nhưng tính toán theo đạohàm, lúc này xấp xỉ bằng sai phân (y(t)-y(t-T))/T nhưng mà có nhược điểm là có thểđưa đối tượng vượt ra khỏi dải làm việc cho phép

Sau khi nhận dạng được khâu quán tính tương ứng chỉ việc nhân thêm 1/s tađược khâu quán tính tích phân

2.2 Các phương pháp xây dựng mô hình toán học.

2.2.1 Tìm hiểu và sử dụng Identification Toolbox của Matlab để nhận dạng

mô hình đối tượng.

- Nói đến Matlab thì không thể không nhắc đến một ứng dụng quan trọng của

nó là System Identification Toolbox Đây là một gói phần mềm cho phép chúng tanhận dạng các hệ thống động học thường gặp trong thực tế, từ các hệ tuyến tính, hệthống quá trình hay các hệ phi tuyến theo 2 phương pháp:

- Hộp đen: Không biết cấu trúc, tìm một mô hình tương đương

- Hộp xám: Biết được cấu trúc, nhận dạng tham số

- System Identification Toolbox là một công cụ phần mềm hữu ích cho việcnhận dạng mô hình các đối tượng đơn giản từ bảng dữ liệu Vào - Ra thực nghiệmbằng các công cụ toán học

- Trong phần mềm Matlab, System Identification Toolbox cung cấp cho người

sử dụng đầy đủ các thư viện hàm cho nhận dạng và một giao diện Ident GUI dạng

“kéo

- thả” rất thuận tiện cho người sử dụng

- Do tính đơn giản, dễ sử dụng của Ident GUI nên sử dụng tốt công cụ phầnmềm này cho công việc nhận dạng một cách nhanh chóng và hiệu quả

2.2.2 Giới thiệu “ Ident GUI”.

- Một mô hình hộp xám cho ta dạng phương trình vi phân song chưa biết cáctham số, nhận dạng ở đây là nhận dạng tham số Nó cho ta hiểu bản chất vật lý củađối tượng

- Mô hình hộp đen dùng khi ta rất khó xác định các phương trình động họchoặc hiểu biết về bản chất vật lý của hệ là quá ít Do đó các tham số thu được từ

phương pháp này có thể không đúng là tham số thật của mô hình vật lý Các mô hìnhhộp đen là tuyến tính hoặc phi tuyến, liên tục hoặc gián đoạn.

2.2.3 Giao diện “ Ident GUI” và cách sử dụng.

- Để sử dụng Ident GUI , trong Matlab bạn gõ lệnh

>> ident

- Cửa sổ của Ident GUI như hình dưới:

Hình 2.3 Giao diện “ Ident GUI” 1

- Trong quá trình nhận dạng, bước 1 được tiến hành bằng thực nghiệm và kếtquả thu được là một bảng dữ liệu thể hiện mối quan hệ vào - ra của đối tượng Để sửdụng dữ liệu thực nghiệm thu được thì ta phải biểu diễn được dữ liệu vào - ra dướidạng các vector Việc này được thực hiện bằng cách nhập trực tiếp vector trongMatlab hoặc có thể Import một bảng dữ liệu trong file

- Excel bằng câu lệnh >>xlsread(„tên file.xls‟)

- Import data vào Ident GUI

- Có thể đưa vào dữ liệu dưới các dạng sau:

Time domain data ( trong miền thời gian)

Freq domain data ( trong miền tần số)

Data object

- Sau khi Import data vào thì Ident GUI xuất hiện thêm dạng 1 đồ thị từ bảng dữ liệu

+ Mục Preprocess:

Hình 2.4 Giao diện “ Ident GUI” 2

- Từ menu popup bạn có thể lựa chọn các chức năng sau:

+ Select channels : Cho phép lựa chọn dữ liệu và, dữ liệu ra từ nhiều kênh

+ Remove means: Loại bỏ các dữ liệu không đáng tin cậy

+ Remove trends: Loại bỏ các dữ liệu không đáng tin cậy

+ Filter : Lọc dữ liệu bằng công cụ toán học

+ Resample :

+ Trasform data :

+ Quick start: Cho phép thực thi một số bước mặc định mẫu cho người sử dụng

Mục Estimate >:

Hình 2.5 Giao diện “ Ident GUI” 3

- Trong menu popup có một số lựa chọn cho việc ước lượng mô hình

đối tượng như sau:

- Parametric models : Các mô hình tham số như ARX, ARMAX, OE,BJ

- Process models : Ước lượng mô hình dạng quán tính bậc 1,2,3; không trễ <>

có trễ; có điểm “không” <> không có điểm “không” Sử dụng thuận tiện cho điềukhiển quá trình

- Spectral model :

- Correlation models :

- Quick start: Cho phép thực hiện ước lượng các mô hình đã mặc định trước

Hình 2.6 Giao diện “ Ident GUI” 4

2.2.4 Các thuật toán sử dụng trong Ident GUI.

- Một số mô hình sử dụng trong System Identification Toolbox:

+ Parametric Models: Gồm ARX, ARMAX, OE, BJ

- Theo phương pháp dự báo sai lệch, dựa trên dự liệu thực nghiệm, người ta tìm

bộ tham số sao cho sai lệch dự báo là nhỏ nhất cụ thể:

- Từ sai lệch dự báo, thông qua một bộ lộc tuyến tính L(q) ta được:

(t, ) y(t) a1 y(t 1) a na y(t n a ) (t, )

-y(t,

-y(t-n a ).u(t-1) u(t-nb)

28+ Người sử dụng cho biết cấu trúc của hệ thống, ở dạng hàm truyền đạt.

+ Ước lượng tham số theo PEM

- Correlation Model:

+ Lọc tín hiệu vào

+ Ước lượng tham số cho mô hình FIR ( Finite Impulse Response) bậc cao

- Process model:

- Người sử dụng cho biết cấu trúc của hệ thống, ở dạng hàm truyền đạt

- Ước lượng tham số theo PEM

Correlation Model:

- Lọc tín hiệu vào

- Ước lượng tham số cho mô hình FIR ( Finite Impulse Response) bậc cao

2.3 Mô tả toán học lò điện trở.

2.3.1 Khảo sát đặc tính lò điện trở.

- Nhận dạng mô hình

- Thực nghiệm đối tượng: Điều kiện thực hiện thí nghiệm: đối tượng lò nhiệt đang ổn định tại điểm nhiệt độ 350 C (tuyến tính hóa đối tượng tại điểm làm việc 350 C)

- Thông số của lò điện trở thí nghiệm điện áp 220v, điện trở 55 Ω

Với độ mở pha: pi (200 -180)/200 (Thiết kế bộ điều khiển để mở hệ thống triacvới 200 bước tương ứng với góc mở 0 - pi)

- Thay đổi độ mở pha tới pi (200 - 170)/200

- Kết quả thu được: thời gian thực nghiệm (4000s)

- Nhận dạng mô hình

+ Sử dụng phương pháp hai điểm quy chiếu

+ Khảo sát thực tế lập được bảng số liệu kết quả sau:

Nhiệt độ (0C) TT

Thời gian (s)

Nhiệt độ (0C)

TT

Thời gian (s)

Nhiệt độ (0C) TT

Thời gian (s)

Nhiệt độ (0C)