Điều khiển quá trình - C3

59 826 8
Điều khiển quá trình - C3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tài liệu tham khảo Điều khiển quá trình môn điều khiển tự động

© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 1Chương 113/09/2005Chương 2Chương 3: Các sách lược ₫iều khiểnĐiềukhiển quá trình 2© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMSNộidung chương 33.1 Khái niệm3.2 Điềukhiển truyềnthẳng3.3 Điềukhiểnphảnhồi3.4 Điềukhiển cascade3.5 Điềukhiểntỉ lệ3.6 Điềukhiểnlựachọn3.7 Điềukhiểnphânvùng3.8 Các cấu trúc ₫iềukhiểnhệ MIMO3.9 Thiếtkế cấu trúc ₫iềukhiểnhệ MIMO 3© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMSQuá trìnhNhiễu dCác biếncần₫iềukhiển yCác biến₫iềukhiển uLưu ý:u, r, y, dlà các biếncủa mô hìnhchuẩn hóa G(s)3.1 Khái niệm Bài toán ₫iềukhiển quá trình: duy trì y ≈ r trong khi—thay₫ổigiátrị₫ặtr—cótác₫ộng của nhiễud—tồntại nhiễu ₫on— mô hình quá trình không chính xác 4© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMS Ổn ₫ịnh hệ thống Tốc ₫ộ ₫áp ứng nhanh và chấtlượng ₫áp ứng tốt:— Đáp ứng vớithay₫ổigiátrị₫ặt— Đáp ứng với nhiễu quá trình—Ítnhạycảmvới nhiễu ₫o Giá trị biến ₫iềukhiểnthay₫ổichậmhoặcthay₫ổiít Bềnvững:— Ổn ₫ịnh bềnvững—Chấtlượng bềnvữngCác mụctiêucụ thể của ₫iềukhiển 5© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMSCác vấn ₫ề phứctạp Nhiềuquátrìnhphứctạp, khó ₫iềukhiển(tươngtác nhiềuchiều, hệ pha không cựctiểu, giớihạnvề giá trị và tốc ₫ộ thay ₫ổicủabiến ₫iềukhiển, giớihạnvề phạmvi thay₫ổi cho phép củabiến₫ược ₫iềukhiển, .)  Mô hình khó xây dựng chính xác Nhiễukhó₫o, khó biếttrước Khả năng thực thi, cài ₫ặtluật ₫iềukhiểncógiớihạn Trình ₫ộ hiểubiếtcủakỹ sư vậnhànhvề lýthuyết ₫iềukhiểnhạnchế . 6© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMS Sách lược/cấu trúc ₫iềukhiển (control strategy/structure): nguyên tắcvề mặtcấu trúc trong sử dụng thông tin về cácbiến quá trình để đưaratácđộng điềukhiển. Sách lược ₫iềukhiển— Điềukhiển ₫ơn biếnhay ₫abiến?—Phốihợpsử dụng các biếnvàonàovànhư thế nào ₫ể ₫iềukhiểnnhững biếnranào?Quá trìnhNhiễu dCác biến₫o ₫ược ymCác biến₫iềukhiển uGiá trị₫ặt rSách lược ₫iềukhiển 7© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMSCác sách lược ₫iềukhiển cơ bản Hệ SISO:— Điềukhiểntruyềnthẳng (feedforward control)— Điềukhiển phảnhồi(feedback control)— Điềukhiểntầng (cascade control)— Điềukhiểntỉ lệ (ratio control)— Điềukhiểnlựachọn(selective control)— Điềukhiển phân vùng (split-range control) Hệ MIMO:— Điềukhiểntập trung (centralized control)zĐiều khiển tách kênhzĐiều khiển nhiều chiều— Điềukhiển phi tập trung (decentralized control)— Điềukhiểnphân cấp(hierarchical control) 8© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMS3.2 Điềukhiển truyềnthẳng Ví dụ₫iềukhiển quá trình trao ₫ổinhiệt:— Điềuchỉnh lưulượng hơi nóng vào Fs ₫ể duy trì nhiệt ₫ộ dầura T2tạigiátrị₫ặtmongmuốn 9© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMSCấutrúc cơ bản Nguyên lý:—Giả thiết: Mô hình chính xác, nhiễu ₫o ₫ược— Đo nhiễu quá trình d, tính toán u sao cho y ≈ r :— Không thựchiện ₫o y1()( ())() ()rdruKsrGsdKs Gs−= −≈(3.1) 10© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 3: Các sách lược điềukhiển© 2005 - HMS© HMSPhân tích chấtlượng111()()()rrd ddddKGu KrGd GrGdyGuGdGGrGdGdr−−−==− = −⇒= + = − + =(3.2)b) Sai lệch mô hình ₫ốitượng (giả sử d = 0):(3.4)a) Điềukhiểnlýtưởng1()GGGGyG GGrr rG−=+ΔΔ⇒= +Δ =+thùc(3.3)c) Sai lệch mô hình nhiễu: thùc()dddddd dGGGy rGd G Gd r Gd=+Δ⇒=− + +Δ =+Δsai lệch ₫iềukhiển [...]... sách lược điều khiển © 2005 - HMS 34 Điều khiển giới hạn Bộ ₫iều chỉnh - Quá trình Cấu hình ₫iều khiển Khâu lựa chọn (max, min, ) Ví dụ: Điều khiển nhiệt ₫ộ trong một lò phản ứng © 2004, HOÀNG MINH SƠN T © HMS TT 115 TT 116 Nước lạnh TT 117 t UC 101 Chương 3: Các sách lược điều khiển max FC 100 z © 2005 - HMS 35 Điều khiển lấn át Bộ ĐC 1 - Quá trình Cấu hình ₫iều khiển - Bộ ĐC 2 Ví dụ: Điều khiển nồi... khiển truyền thẳng Ví dụ: Điều khiển quá trình trao ₫ổi nhiệt © HMS Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 31 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Hai cấu trúc thường dùng © HMS Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 32 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Ví dụ ₫iều khiển tỉ lệ quá trình trộn (kết hợp với phản hồi) © HMS Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 33 3.6 Điều khiển lựa chọn Sử dụng khâu... 3.3 Điều khiển phản hồi © 2004, HOÀNG MINH SƠN Ví dụ: Điều khiển quá trình trao ₫ổi nhiệt © HMS Nguyên lý ₫iều khiển: Điều chỉnh lưu lượng hơi nóng (biến ₫iều khiển) dựa trên sai lệch giữa nhiệt ₫ộ dầu ra (biến ₫ược ₫iều khiển) và giá trị ₫ặt (SP) Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 19 Chiều tác ₫ộng của bộ ₫iều khiển phản hồi Tác ₫ộng thuận (direct acting, DA): Đầu ra của bộ ₫iều khiển. .. thuận Mở an toàn (fail open, air-to-close), chiều tác ₫ộng nghịch © HMS Coi ₫ối tượng ₫iều khiển = quá trình + van ₫iều khiển => chiều tác ₫ộng phụ thuộc vào dấu của hệ số khuếch ₫ại tĩnh của ₫ối tượng Trong ví dụ: tác ₫ộng nghịch — Quá trình: Hơi nóng nhiều -> nhiệt ₫ộ tăng — Van ₫iều khiển: Đóng an toàn Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 20 Cấu hình bộ ₫iều khiển phản hồi © 2004, HOÀNG... lược điều khiển Thay thế T2 bằng giá trị ₫ặt (SP): Fs = Fo Cp λ (S P − T1 ) © 2005 - HMS (3.8) 17 Ví dụ: Điều khiển quá trình trộn Giả thiết: - c1 và c2 là hằng số - lưu lượng w ra tùy ý (tự chảy) Phương trình cân bằng: © 2004, HOÀNG MINH SƠN w 1 c1 + w 2 c 2 = (w 1 + w 2 )c (3.9) Thay thế c bằng giá trị ₫ặt (SP): w 1 (S P − c1 ) w2 = c2 − S P (3.10) © HMS Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS... ₫iều khiển tăng và ngược lại Tác ₫ộng nghịch (reverse acting, RA): Đầu ra của bộ ₫iều khiển giảm khi biến ₫ược ₫iều khiển tăng và ngược lại Sự lựa chọn chiều tác ₫ộng phụ thuộc: — Đặc ₫iểm của quá trình: quan hệ giữa biến ₫iều khiển và biến ₫ược ₫iều khiển — Kiểu tác ₫ộng của van ₫iều khiển (chú ý chiều mũi tên trên ký hiệu van ₫iều khiển) : © 2004, HOÀNG MINH SƠN Đóng an toàn (fail close, air-to-open),... các bộ ₫iều khiển phản hồi ₫ể triệt tiêu sai lệch tĩnh, giảm tác ₫ộng của sai lệch mô hình và của nhiễu không ₫o ₫ược Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 16 Ví dụ: Điều khiển quá trình trao ₫ổi nhiệt Bỏ qua tổn thất nhiệt, ta có phương trình cân bằng năng lượng: Fo C p (T2 − T1 ) = λ Fs (3.7) trong ₫ó: Cp — nhiệt dung của dầu © 2004, HOÀNG MINH SƠN λ — hệ số nhiệt tỏa ra do quá trình hơi... xỉ bộ ₫iều khiển © 2004, HOÀNG MINH SƠN g) Quá trình không ổn ₫ịnh: Bộ ₫iều khiển lý tưởng triệt tiêu ₫iểm cực không ổn ₫ịnh => Hệ thống không có tính ổn ₫ịnh nội, chỉ cần có nhiễu ₫ầu vào rất nhỏ có thể làm cho hệ mất ổn ₫ịnh y = G(u + d u ) + G d d = r + Gd u (3.6) © HMS Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 13 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Ví dụ: Điều khiển mức © HMS Nguyên lý ₫iều khiển: Lưu... ₫ược ₫iều khiển thứ hai (có thể cùng là một biến) © 2004, HOÀNG MINH SƠN Đặc tính ₫ộng học của biến thứ hai phải nhanh hơn ₫ặc tính ₫ộng học của biến thứ nhất © HMS Chương 3: Các sách lược điều khiển © 2005 - HMS 30 3.5 Điều khiển tỉ lệ (ratio control) © 2004, HOÀNG MINH SƠN Điều khiển tỉ lệ là duy trì tỉ lệ giữa hai biến nhằm ₫iều khiển gián tiếp một biến thứ ba => thực chất là một dạng ₫iều khiển truyền... điều khiển © 2005 - HMS 25 3.4 Điều khiển tầng (cascade) Đặt vấn ₫ề: Tác ₫ộng của nhiễu với các quá trình chậm (nhiệt ₫ộ, mức và nồng ₫ộ) hoặc có trễ lớn => các vòng ₫iều chỉnh ₫ơn khó mang lại tốc ₫ộ ₫áp ứng nhanh cũng như ₫ộ quá ₫iều chỉnh nhỏ © 2004, HOÀNG MINH SƠN Ví dụ tiêu biểu: Với cùng ₫ộ mở van, thay ₫ổi áp suất dòng chảy/dòng hơi ảnh hưởng lớn tới lưu lượng © HMS Chương 3: Các sách lược điều . điềukhiển© 2005 - HMS© HMS3.3 Điềukhiển phảnhồi Ví dụ: Điềukhiển quá trình trao ₫ổinhiệtNguyên lý ₫iềukhiển: Điềuchỉnh lưu lượng hơi nóng (biến ₫iềukhiển). Điềukhiển truyềnthẳng3.3 Điềukhiểnphảnhồi3.4 Điềukhiển cascade3.5 Điềukhiểntỉ lệ3.6 Điềukhiểnlựachọn3.7 Điềukhiểnphânvùng3.8 Các cấu trúc ₫iềukhiểnhệ MIMO3.9 Thiếtkế

Ngày đăng: 24/10/2012, 14:13

Hình ảnh liên quan

— mô hình quá trình không chính xác - Điều khiển quá trình - C3

m.

ô hình quá trình không chính xác Xem tại trang 3 của tài liệu.
— Giả thiết: Mô hình chính xác, nhiễu ₫o ₫ược - Điều khiển quá trình - C3

i.

ả thiết: Mô hình chính xác, nhiễu ₫o ₫ược Xem tại trang 9 của tài liệu.
b) Sai lệch mô hình ₫ối tượng (giả sử d= 0): - Điều khiển quá trình - C3

b.

Sai lệch mô hình ₫ối tượng (giả sử d= 0): Xem tại trang 10 của tài liệu.
sai số nhỏ trong mô hình van ₫iều khiển cũng có thể làm - Điều khiển quá trình - C3

sai.

số nhỏ trong mô hình van ₫iều khiển cũng có thể làm Xem tại trang 14 của tài liệu.
Cấu hình bộ ₫iều khiển phản hồi - Điều khiển quá trình - C3

u.

hình bộ ₫iều khiển phản hồi Xem tại trang 21 của tài liệu.
Cấu hình ₫iều khiển - Điều khiển quá trình - C3

u.

hình ₫iều khiển Xem tại trang 36 của tài liệu.
Điều khiển lấn át - Điều khiển quá trình - C3

i.

ều khiển lấn át Xem tại trang 36 của tài liệu.
ƒ Mô hình tĩnh (trạng thái xác lập) - Điều khiển quá trình - C3

h.

ình tĩnh (trạng thái xác lập) Xem tại trang 52 của tài liệu.
Ví dụ: Mô hình tháp chưng cất hai sản phẩm - Điều khiển quá trình - C3

d.

ụ: Mô hình tháp chưng cất hai sản phẩm Xem tại trang 58 của tài liệu.
— Sau khi chuẩn hóa mô hình, phân tích SVD và sắp xếp các giá trịsuy biến theo thứtựnhỏdần, có thểloại bớt một số ₫ầu vào/ra nếu - Điều khiển quá trình - C3

au.

khi chuẩn hóa mô hình, phân tích SVD và sắp xếp các giá trịsuy biến theo thứtựnhỏdần, có thểloại bớt một số ₫ầu vào/ra nếu Xem tại trang 59 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan