4. Cấu trúc của luận văn
2.2.2.Áp dụng cho bài toán điều khiển mức
Xét bình chứa chất lỏng minh họa trong hình 2-1. Chất lỏng 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 tíchFo (m3/s) và khối lượng riêng ρo, dòng ra có lưu lượngF và có khối lượng riêng ρ giống như trong bình. Nếu giả thiết khối lượng riêng của dòng vào thay đổi không đáng kể thì ρo= ρvà được coi là tham số của quá trình. Dựa vào quy luật nhân quả ta có thể nhận raVlà biến ra trong khi Fvà Folà các biến vào. Phân tích dựa trên mục đích điều khiển, ta xác định được biến cần điều khiển là V. Nếu mức trong bình phụ thuộc chủ yếu vào Fo thì F là nhiễu và ngược lại, nếu mức trong bình phụ thuộc chủ yếu vàoFthìFolà nhiễu.
Trước khi xây dựng mô hình, ta giả thiết như sau:
+ Các lưu lượng vào ra không phụ thuộc vào vị trí quan sát.
+ Khối lượng riêng chất lỏng cấp vào trong bình và khối lượng riêng chất lỏng trong bình là như nhau và là hằng số của quá trình ρ0= ρ = const..
+ Lưu lượng ra F không phụ thuộc đáng kể vào chiều cao cột áp trong bình h. Phương trình cân bằng vật chất tổng quát được viết như sau:
( ) o o d V F F dt (0.3) Vìρo= ρ = const. Phương trình (0.3) trở thành: o dV F F dt (0.4)
Ta thấy hệ thống có ba biến quá trình là V,F ,Fo và một phương trình vi phân Như vậy số bậc tự do của hệ thống là 3 – 1 = 2, đúng bằng số biến vào. Điều này cho biết mô hình ta đã xây dựng được là chính xác. Hệ thống có 2 bậc tự do nghĩa là ta có thể xây dựng được 2 vòng điều khiển độc lập. Hai vòng điều khiển có thể xây dựng được ở đây là vòng điều khiển với biếnF0và F. Nhưng do hệ thống chỉ cần điều khiển 1 biến ra là V nên ta chỉ cần xây dựng 1 vòng điều khiển là đủ. Với hệ thống này ta chọnF0 là biến điều khiển vàFđược coi là nhiễu.