Từ việc mô hình hóa đối tượng và các khí cụ thao tác đề tài đã xây dựng mô hình mô phỏng trên nền Matlab – Simulink, một trong những phần mềm thông dụng và có tính ứng dụng rất cao hiện nay.
Kết quả mô phỏng đã chứng minh tính đúng đắn của thuật toán tìm điểm cực trị theo phương pháp bước. Khi thực hiện “bước nhảy” phụ thuộc vào độ dốc đặc tính của đối tượng thì quá trình tìm điểm cực trị nhanh hơn, chất lượng của hệ thống tốt hơn.
Kết quả mô phỏng chứng tỏ tính đúng đắn của thuật toán và tạo cơ sở khoa học để áp dụng vào các hệ thống thực.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận
Nội dung nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu điều khiển thích nghi cho đối tượng có đặc tính cực trị. Từ việc nghiên cứu các cơ sở lý luận chung và đi sâu nghiên cứu ứng dụng cho một đối tượng cụ thể đó là điều khiển ổn định nhiệt độ của lò nung trong công nghệ luyện cán thép, với hiệu suất cháy cao nhất .
Qua quá trình tìm hiểu thực tế cho thấy, nhiều dây truyền cán thép thiết bị điều khiển lò không được tự động hoặc nếu tự động thì tỷ lệ gió/dầu thường được giữ “cứng” trong quá trình điều khiển. Như vậy việc vận hành lò hoàn toàn phụ thuộc vào kinh nghiệm của thợ lò hoặc điều khiển tự động dựa trên một số giả thiết ban đầu. Khi có sự thay đổi của các tác động bên ngoài sẽ dẫn đến hiệu suất cháy giảm, gây tổn thất dầu, giá thành sản phẩm cao.
Đề tài này đã nghiên cứu, phát triển bộ điều khiển thích nghi, điều khiển lưu lượng gió theo lưu lượng dầu, đồng thời “tìm” và duy trì tỷ lệ gió/dầu phù hợp nhất khi có sự thay đổi của điều kiện làm việc và các yếu tố môi trường. Nhằm nâng cao hiệu suất và tiết kiệm dầu đốt.
Đề tài đã trình bày các thuật toán điều khiển, thiết kế mạch phần cứng và mô phỏng thành công. Đặc biệt là thuật toán tìm cực trị kiểu bước với “bước nhảy” phụ thuộc vào độ dốc của đặc tính.
Thiết kế mạch phần cứng và mô phỏng thành công động cơ chấp hành là động cơ xoay chiều một pha không đồng bộ rotor lồng sóc. Với chất lượng điều khiển rất tốt.
Hiện nay trên thị trường có nhiều thiết bị điều khiển lưu lượng dầu và khí vào các lò nung liên tục (ví dụ như DB1130 của hãng CHINO Nhật Bản ...) tuy nhiên giá thành còn khá đắt, mặt khác hồ sơ thiết bị chỉ có hướng dẫn sử dụng nên người quản lý kỹ thuật khó có thể nắm được bản chất của quá trình điều khiển nên không thể chủ động
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
trong vận hành. Bản thuyết minh này là cơ sở khoa học để cán bộ vận hành khai thác và sử dụng hiệu quả hệ thống sẵn có và cải tiến, thay thế các hệ thống đã cũ, lạc hậu.
5.2. Kiến nghị
Do thời gian và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu mới dừng lại ở mô phỏng trên các phần mềm chuyên dụng. Nếu được kiểm chứng qua các mạch phần cứng và các thí nghiệm thực, hệ thống hoàn toàn có thể áp dụng vào thực tế, thay thế các thiết bị nhập ngoại với giá thành thấp hơn, mở ra hướng ứng dụng nhằm tiết kiệm nhiên liệu cho các công nghệ lò đốt nói chung.
Thuật toán điều khiển cần phải được nghiên cứu ứng dụng cho một số công nghệ khác để có được những kết quả chính xác hơn và khắc phục những hạn chế do một số giả thiết chỉ phù hợp với công nghệ luyện cán thép.
Tiếp tục nghiên cứu giải quyết bài toán điều khiển thích nghi nhiều biến nhằm bổ xung thêm cơ sở lý luận về điều khiển nói chung và điều khiển thích nghi nói riêng.
Về thiết kế phần cứng, nên chuyển sang điều khiển số, sử dụng vi điều khiển thay thế các mạch điều khiển tương tự. Nhằm nâng cao tốc độ xử lý, độ chính xác, đặc biệt nâng cao tính linh hoạt của các thuật toán điều khiển.
Trên đây là toàn bộ bản thuyết minh luận văn thạc sỹ kỹ thuật của tác giả. Trong quá trình phân tích, thiết kế không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự cảm thông, giúp đỡ, đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè, đồng nghiệp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TÓM TẮT
Bản thuyết minh bao gồm 5 chương, mỗi chương nghiên cứu và giải quyết một số vấn đề cơ bản sau:
Chƣơng 1: Điều khiên thích nghi cho hệ cực trị
Giới thiệu tổng quan về điều khiển thích nghi: Định nghĩa, phân loại, sơ đồ tổng quát. Phân tích một số đối tượng có đặc tính cực trị, các phương pháp xây dựng bộ điều khiển cho các đối tượng cực trị, các phương pháp “tìm” và duy trì điểm cực trị.
Nội dung của chương này chủ yếu được tham khảo chương 3, 4 của tài liệu [1].
Chƣơng 2: Phân tích đối tƣợng lò nung trong công nghệ luyện cán thép
Từ những tài liệu kỹ thuật của một số nhà máy, bằng việc nghiên cứu tìm hiểu đối tượng thực, chương 2 tập trung phân tích vai trò và yêu cầu của lò nung trong công nghệ luyện cán thép.
Phân tích và xác định đặc tính tĩnh, đặc tính động của đối tượng lò nung, phân tích quá trình cháy và chứng minh nhiệt độ của lò nung phụ thuộc vào tỷ lệ gió/dầu theo đặc tính cực đại.
Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống điều khiển
Phân tích lựa chọn phương pháp bước để thiết kế bộ điều khiển.
Đưa ra sơ đồ khối mạch điều khiển nhiệt độ lò nung, phân tích và thiết kế phần
cứng mạch điều khiển lưu lượng gió với giả thiết lưu lượng dầu không đổi.
Với động cơ mở van gió, đã nghiên cứu, sử dụng động cơ xoay chiều không đồng bộ một pha. Thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp stator. Xây dựng hàm truyền gần đúng, thiết kế mạch hiệu chỉnh theo phương pháp modul tối ưu.
Chƣơng 4: Mô phỏng hệ thống
Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm mô phỏng Matlab – Simulink, thết kế và mô phỏng toàn hệ thống. Quan sát và nhận xét kết quả.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 5: Kết luận và kiến nghị
Tóm tắt các kết quả chính đạt được của đề tài, đồng thời đưa ra những hạn chế và kiến nghị hướng phát triển tiếp theo.
Từ khoá: Điều khiển thích nghi, hệ cực trị, đối tượng có đặc tính cực trị, tiết kiệm
năng lượng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Thương Ngô, 2005, Lý thuyết điều khiển tự động thông thường và hiện đại, quyển 4, NXB Khoa học Kỹ thuật.
[2]. Phạm kì Anh (2001); Phương pháp số trong lí thuyết điều khiển tối ưu, Nhà xuất bản quốc gia Hà Nội.
[3]. Nguyễn Hữu Công, Nguyễn Mạnh Tường (2000); Một nghiên cứu về điều khiển tối ưu hệ thống có tham số biến đổi chậm, VICA4 - 2000.
[4]. Nguyễn Doãn Phước (2004) Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.
[5]. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, 2008;
Điều chỉnh tự động truyền động điện; NXB Khoa học và kỹ thuật.
[6]. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (2000) Điều khiển tối ưu và bền vững, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.
[7]. Tổng công ti thép Việt nam (2000), Báo cáo khả thi Dự án cải tạo và mở rộng sản xuất Công ty gang thép Thái Nguyên.
[8]. Nguyễn Mạnh Tường, Nguyễn Hữu Công (2002) "Điều khiển tối ưu quá trình gia nhiệt- một đối tượng có tham số phân bố", Tạp chí khoa học công nghệ số 36+37/2002.
[9].http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/vietnamese/Chapter%20- %20Fuels%20and%20combustion%20(Vietnamese).pdf#17
[10].Cong N Huu; Nam N Hoai, Optimal control for a distributed parameter and delayed – time system based on the numerical method, Teth international conference on Control, Automotion, Robotics and vision(ICARCV’2008).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
[11].Miroslav Krstic, Hsin-Hsiung Wang, “Stability of extremum seeking feedback for general nonlinear dynamic systems”, Received 4 March 1997; revised 16
