Hầu hết mỗi quá trình cơng nghiệp trong thực tiễn nĩi chung hay quá trình điều khiển trong một tháp chưng cất nĩi riêng đều cĩ nhiều biến vào và nhiều biến ra,
đây là quá trình đa biến MIMO. Chính vì vậy, chúng ta cần phải lựa chọn các giải pháp thiết kế cấu trúc điều khiển cho phù hợp. Ởđây chúng ta đưa ra phương pháp thiết kết cấu trúc điều khiển đơn biến (điều khiển phi tập trung), nghĩa là phân chia bài tốn điều khiển tháp chưng phức tạp thành các bài tốn con với một biến vào một biến ra, để cĩ thể sử dụng các bộ điều khiển đơn biến quen thuộc. Mỗi bộ điều khiển đơn biến cĩ nhiệm vụ duy trì một biến được điều khiển tại một giá trị đặt mong muốn. Một bộđiều khiển đơn biến chỉ cĩ một đầu ra là giá trị biến điều khiển nhưng cĩ thể cĩ nhiều đầu vào (giá trị đặt và các giá trị đo được). Một sách lược
điều khiển đơn biến cĩ thể sử dụng một hoặc nhiều bộ điều khiển đơn biến độc lập nhau. Mặt khác, khi mục đích điều khiển chỉ nhằm vào một biến quá trình thì một sách lược điều khiển phản hồi, điều khiển truyền thẳng, điều khiển phản hồi kết hợp bù nhiễu, điều khiển tỉ lệ đều được xếp vào cấu hình điều khiển đơn biến. Một bộ điều khiển đơn biến cĩ thểđược thực hiện trong một thiết bị đơn lẻ, nhưng cũng cĩ thể là khối phần mền nằm trong một thiết bị chia sẻ.
Học viên: Võ Ngọc Minh Luận văn Cao học
Một vấn đề lớn của cấu hình đơn biến là sự tương tác giữa các vịng điều khiển trong tháp chưng. Việc thay đổi một giá trịđặt cĩ thể dẫn đến thay đổi khơng mong muốn tới nhiều biến được điều khiển. Trên thực tế cĩ hai phương án thực hiện là bỏ
qua các quan hệ tương tác hoặc tìm cách triệt tiêu các quan hệ tương tác chéo bằng các khâu bù kênh. Phương án thứ nhất địi hỏi phải xác định các cặp tín hiệu vào - ra cĩ quan hệ lấn áp, đưa bài tốn đa biến thành nhiều bài tốn điều khiển đơn biến
độc lập. Phương án thứ hai được gọi là điều khiển phân ly hay điều khiển tách kênh, với các khâu tách kênh dựa trên kinh nghiệm hiểu biết về quá trình hoặc tính tốn trên mơ hình tốn học. Tuy nhiên dù sau khi tách kênh, các vịng điều khiển trong cấu trúc tách kênh thực ra khơng hồn tồn độc lập với nhau. Mặc dù cĩ nhược
điểm trên, các cấu hình điều khiển đơn biến vẫn được sử dụng trong hầu hết các giải pháp điều khiển quá trình bởi hai lý do. Thứ nhất là điều khiển đơn biến cho phép sử dụng tối đa các hiểu biết về quá trình cơng nghệ và qua đĩ cĩ thể đưa ra sách lược điều khiển hợp lý. Thứ hai điều khiển đơn biến đơn giản hơn. Các tham số của bộđiều khiển vịng đơn hầu nhưđều cĩ mối quan hệ hiển nhiên tới đặc tính đáp ứng hệ thống, do đĩ tác dụng của mỗi thao tác hiệu chỉnh tham số trong quá trình vận hành đều cĩ thể theo dõi và đánh giá trực quan. Nếu một cấu hình đơn biến đã thoả
mãn các mục tiêu điều khiển đặt ra thì khơng lý gì người sử dụng phải thay đổi cách nhìn và hướng giải quyết. Hình 3-9: Sơđồ cấu trúc điều khiển đơn biến y1 y2 SPn M M Quá trình đa biến n K 2 K 1 K SP2 SP1 y1 y2 ... yn
Học viên: Võ Ngọc Minh Luận văn Cao học
Một điểm cần lưu ý là sự lựa chọn điều khiển đơn biến hay điều khiển đa biến cũng khơng hẳn loại trừ nhau, mà cĩ thể kết hợp rất tốt trong một cấu trúc điều khiển phân cấp. Thơng thường bộ điều khiển đa biến được sử dụng ở mức cao hơn trong một cấu trúc phân cấp chức năng trong đĩ các vịng điều khiển ở mức thấp hơn
được thực hiện với các bộđiều khiển đơn biến.