Bài giảng Cao học Cơ sở khoa học nghiên cứu hệ thống tưới tiêu bằng động lực - GS.TS. Lê Chí Nguyện

Đường đặc tính tổng hợp máy bơm xác định bằng các công thức đồng dạng trên đây sẽ có mức độ chính xác cần thiết vì trong điều kiện mô hình tự động thì hiệu suất thủy lực,[r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÔN KỸ THUẬT HẠ TẦNG VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN -* -

BÀI GIẢNG CAO HỌC CƠ SỞ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU BẰNG ĐỘNG LỰC

GS TS.LÊ CHÍ NGUYỆN

MỞ ĐẦU

Máy bơm trạm bơm loại thiết bị cơng trình sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân

Nhằm mục đích tưới tiêu cung cấp nước cho sinh hoạt công nghiệp, đến xây dựng nhiều trạm bơm lớn, nhỏ

Tất trạm bơm cán kỹ thuật nước ta thiết kế, xây dựng quản lý vận hành phát huy hiệu tưới tiêu đảm bảo an tồn sản xuất nơng nghiệp nâng cao suất sản lượng trồng

Song song với trạm bơm tưới tiêu có áp lực thấp xây dựng chủ yếu vùng đồng bằng, trạm bơm áp lực cao dùng để tưới cho vùng đồi, chuyên canh, sử dụng kỹ thuật tưới phun, tưới gốc…., trạm bơm cấp nước cho khu dân cư xây dựng phát triển

Để đáp ứng yêu cầu sản xuất, không ngừng đại hóa hệ thống thủy lợi nước ta yêu cầu cấp thiết phải:

1 Nâng cao trình độ thiết kế, xây dựng đảm bảo cơng trình đại, hợp lý

2 Nâng cao trình độ khai thác vận hành để giảm chi phí quản lý, tăng hiệu tưới, tiêu cấp thoát nước

Để đáp ứng yêu cầu trên, cần thiết phải nghiên cứu để giải vấn đề sau :

Về máy bơm :

1 Xác định gam bơm hợp lý phủ toàn yêu cầu dùng bơm nước

2 Hiện đại hóa thiết bị trình độ chế tạo

3 Nghiên cứu hồn thiện hệ thống dẫn dịng thủy lực (bánh xe cánh quạt, cánh hướng nước…) để nâng cao hiệu suất bơm, kết cấu bơm gọn nhẹ

4 Nghiên cứu áp dụng vật liệu nâng cao độ bền, giảm trọng lượng, chống khí thực, nước va…

Về trạm bơm:

2 Nghiên cứu xác định thông số thiết kế hợp lý Zh, Zt, H, Q… cho trạm bơm tưới, tiêu cấp nước

3 Nghiên cứu kết cấu nhà trạm phù hợp với loại thiết bị bơm yêu cầu móng điều kiện tự nhiên khác

4 Nghiên cứu hình dạng cấu tạo hợp lý cơng trình hút nước, tháo nước

5 Phương pháp tính tốn tối ưu mạng ống tưới cấp nước

6 Nghiên cứu lập chương trình điều khiển, vận hành tối ưu trạm bơm hệ thống tưới tiêu cấp nước động lực

Những vấn đề giải dựa vào sở - Lý thuyết phân tích hệ thống

- Lý thuyết tối ưu

- Lý thuyết thủy lực chất lỏng

- Các phương pháp thí nghiệm mơ hình vật lý…

Cuốn sách giúp người đọc nâng cao số kiến thức chủ yếu máy bơm, trạm bơm cung cấp số vấn đề sở áp dụng để giải toán hệ thống tưới tiêu cấp nước động lực

CHƯƠNG I:

ĐẶC TÍNH MÁY BƠM VÀ TRẠM BƠM 1.1 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH MÁY BƠM

• Máy bơm cánh quạt máy bơm có bánh xe cơng tác (BXCT) gắn cnh quạt v BXCT quay truyền lượng cho chất lỏng

• Đây loại máy bơm dng phổ biến nghin cứu đầy đủ

Máy bơm cánh quạt phn thnh loại theo hướng dịng chảy chuyển động máy bm so vi trc bm:

- Máy bơm ly tâm - Máy bơm hớng trc - Máy bơm hớng chÐo

MBLT MBHC MBHT

Đặc tính cơng tác loại máy bơm biểu thị đường đặc tính máy bơm Đường đặc tính máy bơm đường quan hệ thông số cột nước H, cơng suất N, hiệu suất đặc tính hút (Độ cao chân không cho phép, độ cao hút cho phép độ khí thực) với lưu lượng Q, số vịng quay n đường kính ngồi bánh xe cánh quạt D

Với máy bơm (D = const) làm việc với số vịng quay n = const có họ đường đặc tính gồm H = f(Q), η = f(Q), N = f(Q), ∆H(NPSH) = f(Q) (hoặc [HCK] = f(Q))

Họ đường đặc tính có dạng khác tùy theo loại khác máy bơm cánh quạt Máy bơm cánh quạt có loại :

- Bơm ly tâm : nS ≤ 300

- Bơm hướng chéo nS > 300 ÷ 500

- Bơm hướng trục nS > 500

η

Q Η

Ν η=f(Q)

A

B

Ν=f(Q) Η=f(Q) C

A'

B' C' η

Q Η

Ν

η=f(Q)

Ν=f(Q)

Η=f(Q) η

Q Η

Ν

η=f(Q)

Ν=f(Q) Η=f(Q)

a Bơm ly tâm b Bơm hướng chéo c Bơm hướng trục Hình1 : Dạng đường đặc tính máy bơm cánh quạt

* Máy bơm ly tâm, loại máy bơm truyền lực ly tâm cho chất lỏng, có hệ số tỷ tốc nS ≤ 300 Họ đường đặc tính bơm ly tâm biểu thị hình 1-1a

Dạng đường H = f(Q) có dạng cong trơn, phạm vi hiệu suất cao rộng, Đường N = f(Q) tăng dần theo lưu lượng

Máy bơm hướng trục truyền lực nâng cho chất lỏng có nS≥ 500 có họ

đường đặc tính biểu thị hình 1.1.c Đường H = f(Q) N = f(Q) giảm với tốc độ lớn theo Q tăng xuất cực đại cực tiểu Vùng từ cực đại C phía Q giảm đột ngột Đường hiệu suất η= f(Q) nhọn nên phạm vi hiệu suất cao thường bé

Máy bơm hướng chéo (hỗn lưu) loại máy bơm truyền cho chất lỏng lực ly tâm lực nâng, hệ số tỷ tốc nS = 300 ÷ 500 Các dạng đường đặc tính

đều nằm trung bình đường đặc tính hai loại máy bơm li tâm hướng trục Đặc biệt đường N = f(Q) thay đổi Q thay đổi làm cho động làm việc ổn định

1.1.2 Sự tương tự đường đặc tính máy bơm

Việc xác định đường đặc tính máy bơm lý thuyết có nhiều khó khăn Vì để có đường đặc tính loại máy bơm dựa vào kết thí nghiệm đồng thời dùng phương pháp tương tự phân tích thứ nguyên làm sở để tổng hợp phát triển kết thí nghiệm

Phương pháp tương tự thứ nguyên cho ta tìm quy luật quan hệ cột nước H = f(Q,n,D), công suất N = f(Q,n,D) với lưu lượng Q, số vịng quay n đường kính ngồi bánh xe cánh quạt D, đồng dạng hình học máy bơm xác lập, tức tỷ số kích thước hình học hai phận dẫn dịng máy bơm luôn không thay đổi ( 1

2

l D

const

Với máy bơm (D = const) lưu lượng Q số vòng quay n đại lượng xác định chế độ làm việc bơm; Tính chất chất lỏng biểu thị mật độ ρvà hệ số nhớt µ Đối với chất lỏng không nén được, chuyển động chất lỏng máy bơm xác định thơng số có thứ ngun D,Q,n,ρ,µ

Cột nước H bơm tạo cho chất lỏng công suất N biểu thị qua mô men quay M xác định dạng chuyển động chất lỏng bánh xe cánh quạt, xác định thơng số có thứ ngun nêu

Công thức thứ nguyên thông số :

D = (m); Q = (m3/s); n = (1/s); ρ = (KG.s2/m4); µ = (KG.s/m2)

Theo lý thuyết thứ nguyên số tổ hợp đại lượng không thứ nguyên m hiệu số số đại lượng có thứ nguyên p số đại lượng có thứ nguyên độc lập k Ở số tổ hợp đại lượng không thứ nguyên m = p – k = – =

Do ta có tổ hợp Q D

ρ

µ

3 nD

Q

Tổ hợp thứ có dạng số Raynơn tổ hợp thứ hai có dạng số Strukhan

Ta có đại lượng thứ ngun mơ men quay ( ; )

3 Q nD Q Q f n

M M µ

ρ ρ

=

và công suất N = ρn3D5

3 ( ; ) M Q nD f D Q ρ µ

Đại lượng không thứ nguyên cột nước xác định tỷ số : H =

2

,

M

D n Q nD

f

g D Q

ρ µ

 

 

 

Các quan hệ chưa tính đến tổn thất bề mặt thành khe cánh quạt tổn thất ổ trục

Cột nước H công suất N phụ thuộc vào Q D

ρ

µ hạn chế vùng

rộng, tượng chuyển động có tương tự học khi: Hai máy bơm đồng dạng hình học

2 Đảm bảo quan hệ

3 nD

const

Từ ta có cơng thức đồng dạng :

3

1 1

3

2 2

2

1 1

2

2 2

5

1 1

5

2 2

Q D n

Q D n

H D n

H D n

N D n

N D n

 =    =     = 

Nếu tính đến tổn thất bề mặt viết:

1.1.3 Đường đặc tính tổng hợp máy bơm

Với máy bơm

1

D

D = , loại tổn thất thủy lực, tổn thất dung

tích tổn thất khí phạm vi rộng thay đổi khơng đáng kể Vì quan hệ đồng dạng có dạng :

2

1 1 1

2

2 2 2

; ;

Q n H n N n

Q = n H = n N = n

Trong vùng mô hình tự động coi η = const điểm nằm đường parabol

H = 2

H Q Q

Từ kết thí nghiệm máy bơm ứng với số vịng quay cho trước vẽ lại đường đặc tính số vịng quay thay đổi Và ta có đường đặc tính tổng hợp máy bơm (hình – 2) Đường đặc tính tổng hợp máy bơm có cách đồ thị vẽ đường đặc tính Hi = f(Q) ứng với số vịng

quay ni = const đường đẳng hiệu suất η

Ηm

0 5 10 15 20 25

Q l/s

160 120

80 40

n=960 v/ph

750 600

500

Hình 2: Đường đặc tính tổng hợp máy bơm

các số vòng quay cần thiết hiệu suất máy bơm đạt ứng với giá trị cột nước lưu lượng

Đường đặc tính tổng hợp máy bơm xác định công thức đồng dạng có mức độ xác cần thiết điều kiện mơ hình tự động hiệu suất thủy lực, hiệu suất dung tích hiệu suất khí bơm giữ khơng đổi giới hạn rộng sử dụng phổ biến xác định điểm làm việc bơm điều tốc, ứng dụng biến tần để thay đổi vòng quay bơm

1.1.4 Đường đặc tính tồn phần bơm

Khi máy bơm làm việc bình thường số vòng quay n, lưu lượng Q, cột áp H mơ men quay M có trị số dương Trong trường hợp có cố mức độ đó, máy bơm làm việc chế độ thuận nghịch

Đường đặc tính tồn phần máy bơm biểu thị tính máy bơm trạng thái cơng tác q độ

Nếu biểu thị :

%; %

%; %

H H

H H

H Q

h q

H Q

n M

m

n M

α

= =

= =

Trong hệ số h, q,α, m tỷ số cột nước, lưu lượng, số vịng quay mơ men quay so với chế độ định mức (ứng với ηmax)

-q

q = Q QH%

-α

α=n nH

0 -50 -100

-150 50 100 150 200

B

C D

E F

G

A I

50 100 150

-50 -100 -150

+100%

+50%

-50%

-100%

h=0

m=0

h=0 m=

0 +100%

+50% -50% -100%

Hình 3: Đường đặc tính tồn phần máy bơm Ghi :

: Đường m : Đường h

Quy ước sau: Quay thuận chiều (n>0), quay ngược chiều (n<0) Bơm thuận chiều : H>0, Q>0;

Tự chảy qua máy bơm Q>0, H<0 Chảy ngược qua máy bơm Q<0, H>0

Từ quan hệ cho thấy đường đặc tính tồn phần chia làm khu vực :

1 Khu vực A : Lưu lượng có trị số dương (lưu lượng bơm lên) bơm quay thuận chiều (n>0) : bơm làm việc với trạng thái bơm thuận chiều

2 Khu vực B : Bơm quay thuận lưu lượng chảy ngược trường hợp bơm nhận lượng dòng chảy (bắt đầu chảy ngược n>0, H>0, Q<0)

4 Khu D khu vực máy bơm quay ngược, lưu lượng chảy ngược, máy bơm làm việc trạng thái hãm tiêu hao lượng dòng chảy động (Từ trạng thái Turbin sang trạng thái tự chảy n < 0, Q <0; H>0)

5 Khu E có n < Q> H>0 thuộc trạng thái làm việc bơm chuyển động ngược (kết thúc trạng thái bơm quay ngược bắt đầu chuyển sang trạng thái tự chảy qua bơm)

6 Khu F có n < Q > 0, H < M < thuộc trạng thái hãm (hãm chảy ngược bơm quay ngược, chuyển sang tự chảy từ bể hút qua bơm)

7 Khu G có n > 0, Q > Nhưng H < 0, M < giai đoạn có trạng thái tuốc bin chuyển ngược (Tự chảy qua bơm cịn mơmen quay ngược theo đà)

8 Khu I có n > 0, Q > 0, M > 0, H < khu vực hãm (Hãm tự chảy qua bơm, chuyển sang bơm thuận chiều)

1.1.5 Số học hóa đường đặc tính máy bơm

Đường đặc tính máy bơm xác định từ thí nghiệm Để sử dụng tự động hóa thiết kế điều hành biểu thị đường đặc tính dạng hàm số phương trình số học

Có thể biểu thị đường đặc tính H = f(Q), [HCK] = f(Q) N = f(Q)

dưới dạng đường cong bậc Theo E.A.Grepera sai số lưu lượng khơng q 6% cột nước khơng q 3%

Các phương trình sau :

2

0

2

0

2

0

( ) ( ) ( )

[ ] ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

CK

H a x a x Q a x Q

H b x b x Q b x Q

N c x c x Q c x Q

 = + +



= + +



 = + +



Trong : a x b x c x a x b x c x a x b x c x0( ), 0( ), 0( ); 1( ), ( ), ( );1 2( ), 2( ), 2( ); hệ số phụ thuộc

vào thông số điều chỉnh x Nếu không điều chỉnh, hệ số số phụ thuộc loại máy bơm xác định phương pháp bình phương nhỏ

Chẳng hạn muốn tìm a0, a1, a2 ta lấy điểm đường H ∼ Q, tìm

tọa độ hệ phương trình với ẩn số a0, a1, a2 Giải hệ phương trình

Chẳng hạn máy bơm hướng trục có khả thay đổi góc nghiêng cánh quạt có tương ứng phương trình số học khác biểu thị quan hệ H = f(Q); [HCK] = f(Q) N = f(Q)

Ngoài phương pháp số học hóa, để giải máy tính, cho bảng đường đặc tính máy bơm

1.2 MÁY BƠM LÀM VIỆC TRONG HỆ THỐNG

1.2.1 Điểm công tác máy bơm

Một máy bơm làm việc hệ thống làm việc ổn định điểm, điểm cơng tác máy bơm

Điểm công tác máy bơm điểm gặp hai đường : đường đặc tính máy bơm H = f(Q) đặc tính yêu cầu : Hyc

Hyc = Hdh + ht = Hdh + SQ2

Ở : Hdh : cột nước bơm địa hình

ht : tổng tổn thất thủy lực đường ống hút ống đẩy máy

bơm Trong khu vực bình phương sức cản viết : ht = SQ2 với S hệ số

tổn thất

Có nghĩa điểm công tác điểm cân lượng cung cấp máy bơm lượng yêu cầu môi trường sử dụng bơm

H = f(Q) = Hdh + SQ

η

Q Η

Η=f(Q) η=f(Q)

Ηyc=Hdh+SQ

[ΗCK]=f(Q)

Α ηA

ΗΑ

[ΗCK]Α

QA

Nếu đặt Hdh = f(Q) – SQ

2 thì điểm cơng tác máy bơm tìm

biết Hdh = Zt - Zh

Ở : Zt, Zh cao trình mực nước tháo mực nước hút

Nếu biểu thị cột nước máy bơm : H = a0(x) + a1(x)Q + a2(x)Q

2

thì:

Hdh = a0(x) + a1(x)Q + [a2(x) – S]Q2 hay:

a0(x) + a1(x)Q + [a2(x) – S]Q

– Hdh =

Nếu cột nước địa hình số Hdh = Zt - Zh = const phương trình

trên có dạng phương trình bậc hai cho phép xác định giá trị nghiệm QA từ xác định HA điểm cơng tác A

1.2.2 Máy bơm làm việc song song

Có n máy bơm làm việc song song làm việc chung với đường ống (hình 1.5)

+ Hệ thống làm việc cân :

PM1 = PM2 = … = PMn

+ Áp lực M máy bơm tạo nên :

PM = PMi = Phi + γ[Hi – (ZM - Zhi) -

2

]

M hi ti

V V

h g

− −

Trong :

- Phi, Zhi Vhi : áp lực, cao trình lưu tốc ống hút bể hút

- PM, ZM VM : áp lực, cao trình lưu tốc điểm M

- hti : Tổn thất đường ống máy bơm i từ bể hút đến M

- Hi : Cột nước bơm máy i

+ Để bơm nước lên cao trình ZN đáp ứng áp lực PN lưu tốc VN, áp lực

tại M phải :

PM = PN + γ(ZN - ZM) +

2

2

N M

tMN

V V

h g

− +

Trong :

- htMN : tổn thất thủy lực ống (M – N)

Như muốn làm việc chung M phải có áp lực cân máy bơm, tức :

PM = PMi = const

Áp lực PM máy bơm i sinh phải cân với yêu cầu áp lực

tại M

Muốn cho áp lực M cân cột nước bơm tạo phải đảm bảo để khắc phục cột nước địa hình tổn thất M – N

- Để tìm đường đặc tính chung ghép song song n máy bơm, từ đường đặc tính máy i (1,……, n)

Hi = fi(Q)

Xác định đường Mi ( )

i P

f Q

γ = tức : γ γ

γ

Mn M

M P P

P

= =

=

1

(1)

∑

= = n

i i

Q Q

1

(2)

P h1

Z h1

V h1

P h2

Z h2

V h2

P hn

Z hn

V hn

M(PM, ZM, VM) N(PN, ZN, VN)

I II n

Hình : Máy bơm ghép song song Từ quan hệ vẽ đường đặc tính chung n máy

1.2.3 Máy bơm làm việc nối tiếp

Khi cột nước cần lớn mà cột nước bơm bé cần mắc nối tiếp hai nhiều máy bơm (hình 1- 6)

Có n máy mắc nối tiếp : H1 = f1(Q)

H2 = f2(Q)

…

Hn = fn(Q)

Thì :

Q = Q1 = Q2 =… = Qn

1

( )

n n

i i

i i

H H f Q

= =

=∑ =∑

Trong : Q, H lưu lượng cột nước làm việc chung máy bơm nối tiếp

Điểm công tác : Hyc = Hdh + SQ

=

1

( )

n i

f Q

∑ Từ tìm Q thơng số khác

Zh

Zt

I II

Hdh

Câu hỏi thảo luận

1. Với trạm bơm cụ thể (máy bơm xác định : số máy, loại máy Hình thức

cơng trình xác định) Để nâng cao hiệu phục vụ trạm bơm thì biện pháp quản lý phải nào?

2. Các yêu cầu cần đạt điều chỉnh điểm công tác máy bơm (nói

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT

PHN TÍCH HỆ THỐNG V ỨNG DỤNG 2.1 HỆ THỐNG VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG

2.1.1 Định nghĩa

Hệ thống l tập hợp cc phần tử xếp theo trật tự đó, có mối tác động tương tác lẫn tạo thnh tập hợp đầy đủ

Hệ thống cơng trình trạm bơm l tập hợp cc phần tử: nguồn nước -> trạm bơm -> knh v cơng trình trn knh -> khu tưới; cĩ mối tác động tương hỗ lẫn thnh tập hợp đầy đủ lm nhiệm vụ đặt (tưới, tiu, kết hợp tưới tiu)

2.1.2 Các đặc trưng hệ thống

Cấu trc hệ thống

Cấu trc hệ thống l xếp cc phần tử hệ thống theo trật tự với tác động tương tác chng Cấu trc hệ thống mơ tả ty thuộc vo mục đích nghiên cứu hệ thống Một hệ thống thực, mục đich nghiên cứu khc cĩ mơ tả cấu trc khc Mỗi thnh phần tham gia vo cấu trc hệ thống đặc trưng tham số gọi l tham số cấu trúc Như vậy, nói đến cấu trúc có nghĩa đ kể đến tham số đặc trưng cho cấu trc v mối quan hệ qua lại cc thnh phần cấu trc

Cc thơng số cấu trc hệ thống bao gồm: Nhiệm vụ trạm bơm, quy mơ trạm bơm, vị trí đặt trạm bơm, kết cấu nh trạm, chủng loại my bơm, diện tích khu tưới, kích thước mặt cắt knh, chiều dài kênh, đặc điểm v số lượng cc cơng trình trn knh

2 Thơng tin vo, hệ thống

Cĩ thể định nghĩa sau:

- Thơng tin vo hệ thống l tập hợp tất “ tác động” vo hệ thống để nhận cc thơng tin hệ thống

- Thơng tin hệ thống l tập hợp tất đặc trưng mà người nghin cứu quan tâm có tác động tương ứng đầu vo

+ Cc thơng tin vo hệ thống trạm bơm bao gồm: điều kiện khí tượng thủy văn; nguồn nước; nhu cầu nước; loại cy trồng; cấu cy trồng; tập qun canh tc; gi thnh sản phẩm

+ Cc thơng tin hệ thống trạm bơm bao gồm: quy trình điều khiển; quản lý; vận hnh hệ thống nh trạm bơm knh; cơng trình trn knh; cc tiu kinh tế, kỹ thuật

- Các thông tin vào đặc trưng đại lượng coi l cc biến v gọi l biến vo, biến Nếu đại lượng đại lượng phụ thuộc vo thời gian gọi l cc qu trình vo, l cc hm vo, hệ thống

- Cc biến vo hệ thống bao gồm cc biến điều khiển v cc biến không điều khiển Ví dụ, vận hnh trạm bơm tiêu, trình mưa, bốc biến vào không điều khiển được, lưu lương bơm qua trạm bơm tiêu biến vào điều khiển Biến hệ thống cĩ thể l qu trình lượng tiu hao cho trạm bơm tiêu hàm cc biến vo, cĩ thể l biến đổi mực nước khu tiu

3 Trạng thi hệ thống v biến trạng thi

Trạng thi hệ thống l đặc trưng quan trọng toán điều khiển hệ thống Với tác động từ bn ngồi hệ thống “chuyển động” theo quỹ đạo biến đổi theo thời gian Quỹ đạo chuyển động hệ thống thời điểm phụ thuộc vo trạng thi nĩ thời điểm trước tác động từ bn ngồi thời điểm Hệ thống m trạng thi nĩ thời điểm khơng phụ thuộc vào tác động từ bn ngồi thời điểm đó, mà cịn phụ thuộc vo trạng thi nĩ thời điểm trước gọi l hệ thống cĩ nhớ Đối với hệ thống cĩ nhớ người ta đưa vào loại biến đặc trưng cho trạng thi nĩ, gọi l biến trạng thi Biến trạng thi l hm thời gian

Trong trường hợp m trạng thi hệ thống phụ thuộc vào tác động bn ngồi thời điểm gọi l hệ thống khơng cĩ nhớ việc mơ tả thm biến trạng thi l khơng bắt buộc

Sự mơ tả hệ thống trình by trn cần hiểu nghĩa đầy đủ theo ý nghĩa tốn học nĩ, tức l mơ tả biến vo, biến hệ thống cĩ thể khơng trng với “ ci vo”, “ci ra” hệ thống thực Như vậy, cng hệ thống thực mục đích nghiên cứu khc mơ tả hệ thống, bao gồm cc biến v biến trạng thi khc

cũng phải mơ qu trình trao đổi thơng tin cc thnh phần hệ thống, quan hệ biến vo, biến v biến trạng thi

2.1.3 Phn loại hệ thống

Phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống, mục đích nghiên cứu m cĩ cch phn loại khác Dưới số loại hệ thống đặc trưng:

- Hệ thống với mơ hình vo, ra:

Loại ny khơng cho biết cấu trc bn hệ thống m cho biết quan hệ tương tác cc biến vo v biến Hệ thống loại ny cĩ tn l “ hộp đen” (hình trn)

Đối với hệ thống trn, biến vo v biến cĩ thể l hm thời gian Cch mơ tả ny phụ thuộc loại hệ thống khơng cĩ nhớ, tức l kết đầu thời điểm phụ thuộc vào tác động đầu vo thời điểm

Quy trình sản xuất sản phẩm khp kín l loại hệ thống ny Với đầu vào quy định vật liệu, thnh phần v quy trình cơng nghệ xác định sản phẩm tiu chuẩn

- Hệ tĩnh v hệ động:

- Hệ có điều khiển v hệ khơng có điều khiển

- Hệ thống cĩ mơ tả cấu trc bn – Hộp trắng:

Khc với loại hộp đen hệ thống loại hộp trắng cĩ thm cc biến trạng thi Việc đưa vào không gian biến trạng thái giúp ta phân tích “quỹ đạo chuyển động” hệ thống đoán biết xu hướng pht triển hệ thống tương lai Do người nghin định hướng tác động vo hệ thống để đạt mục tiu mong muốn

Cấu trc bn hệ thống cịn phải mơ tả cc biến gọi l thơng số cấu trc, cc thơng số ny định truyền thơng tin từ đầu vào đến thay đổi trạng thi v cc phản ứng đầu

Một hệ thống m mối quan hệ biến vo, biến v biến trạng thái mơ tả cch chặt chẽ cc biểu thức tốn học gọi l hệ cĩ “cấu trc chặt”, ngược lại l hệ thống “phi cấu trc”, loại hệ thống có đặc tính trung gian gọi l hệ thống cĩ “ cấu trc yếu”

Hệ thống khơng có điều khiển l hệ m cc thơng tin vo khơng chứa cc biến điều khiển được, ngược lại l hệ có điều khiển Nĩi chung, biến điều khiển v biến trạng thi l cc biến độc lập nhau, số trường hợp, biến trạng thi l biến điều khiển

- Hệ thống trạm bơm thuộc loại ny Cấu trc bn hệ thống mơ tả cc biến gọi l thơng số cấu trc như: chủng loại my bơm, kết cấu nh trạm, ống ht, ống đẩy

- Hệ thống cĩ "cấu trc yếu"