Như trong sơ đồ hệ thống điều khiển nhiệt độ ngõ ra (Hình 5.2.1-1) và sơ đồ điều khiển áp suất ngõ ra (Hình 5.2.2-1), ta nhận thấy chúng không đơn thuần là vòng điều khiển cascade chuẩn mà là sự kết hợp giữa điều khiển cacscade và điều khiển feedforward. Sự kết hợp giữa chúng được thể hiện ở khối TY8253 đối với vòng điều khiển nhiệt độ (giá trị là TY8253A.CPV) và khối FY8250 đối với vòng điều khiển áp suất (là giá trị lưu lượng hơi quá nhiệt ở ngõ ra FI8253.PV). Do vậy, ta không thể tính toán mô hình quá trình một cách gián tiếp từ mô hình của hệ thống trong vòng kín. Chính vì thế mà dữ liệu sẽ được thu thập để sử dụng bằng phương pháp nhận dạng trực tiếp trong vòng kín.
Hệ thống lò hơi được duy trì trong trạng thái vận hành, các vòng điều khiển vẫn để ở chế độ auto. Việc thu thập dữ liệu được bắt đầu bằng việc thay đổi setpoint của từng vòng điều khiển (ở chế độ auto) trong khi vòng điều khiển còn lại bị khống chế ở chế độ manual. Các thay đổi của các biến quá trình và biến điều khiển được ghi nhận với tần số lấy mẫu là 1 giây. Như vậy với mỗi lần làm cho một vòng điều khiển ta thu được dữ liệu mô tả ảnh hưởng của biến ngõ vào đó tới hai biến ngõ ra.
Các dữ liệu sau khi được thu thập cần phải loại bỏ giá trị trung bình để thực hiện nhận dạng.
5.2.1 Ảnh hưởng của lưu lượng nước làm mát FI8252
Đối với ảnh hưởng của lưu lượng nước làm mát (quench water FI8252) tới nhiệt độ và áp suất của hơi quá nhiệt ở ngõ ra, ta thực hiện thay đổi setpoint của bộ điều khiển nhiệt độ TIC8253. Trong lúc đấy, setpoint cho FIC8201 được giữ cố định để tránh thay đổi lưu lượng nhiên liệu vào buồng đốt. Các dữ liệu được thu thập chính là các biến ngõ vào/ngõ ra của FIC8252, TIC8253 và áp suất của hơi quá nhiệt PI4048.
Hình 5.2.1-12 Sơ đồ khối của vòng điều khiển nhiệt độ TIC8253
Như đã nêu trong mục 3.2.2, ta thấy rằng khối FLOW PROCESS thực ra mô tả quá trình duy trì lưu lượng nước làm mát của bộ điều khiển thứ cấp FIC8252 của vòng cascade điều khiển nhiệt độ. Do đó, khi xem lưu lượng nước làm mát FIC8252.PV là biến ngõ vào và TIC8253.PV là biến ngõ ra thì FLOW PROCESS và TEMPERATURE PROCESS thực ra là sự phân tách chi tiết của quá trình điều khiển nhiệt độ. Nói cách khác, khối G11 (hình 5.1.1-2) chỉ là quá trình TEMPERATURE mà không bao gồm quá trình FLOW (hình 5.2.1-1). Tương tự khối G12 chỉ là quá trình PRESSURE mà không bao gồm quá trình FLOW.
Các dữ liệu thu thập (đã được loại bỏ giá trị trung bình) được như dưới đây:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
Hình 5.2.1-13 Lưu lượng nhiên liệu vào buồng đốt FIC8201.PV 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6
Luu luong nuoc Quench FIC8252.PV (exp1fic8252pv)
Hình 5.2.1-14 Lưu lượng nước làm mát (Quench water) FIC8252.PV
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000
Luu luong hoi qua nhiet (tai) FI8253.PV (exp1fi8253pv)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 -3 -2 -1 0 1 2 3
Ap suat hoi qua nhiet PIC4048.PV (exp1pic4048pv)
Hình 5.2.1-16 Giá trị áp suất hơi quá nhiệt ở ngõ ra PIC4048.PV
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 -6 -4 -2 0 2 4 6
Nhiet do hoi qua nhiet TIC8253.PV (exp1tic8253pv)
Hình 5.2.1-17 Giá trị nhiệt độ hơi quá nhiệt TIC8253.PV
5.2.2 Ảnh hưởng của lưu lượng nhiên liệu FIC8201
Đối với ảnh hưởng của lưu lượng nhiên liệu FI8201 tới nhiệt độ và áp suất của hơi quá nhiệt ở ngõ ra, ta thực hiện thay đổi setpoint của bộ điều khiển áp suất PIC4048. Trong lúc đấy, bộ điều khiển TIC8253 được chuyển sang manual để giữ cố định setpoint cho bộ điều khiển lưu lượng nước làm mát FIC8252. Các dữ liệu được
thu thập chính là các biến ngõ vào/ngõ ra của bộ điều khiển lưu lượng FIC8201, bộ điều khiển áp suất PIC4048.
Hình 5.2.2-18 Sơ đồ khối của vòng điều khiển áp suất PIC4048
Như đã nêu trong mục 3.2.3, ta thấy rằng khối FLOW PROCESS thực ra mô tả quá trình duy trì lưu lượng nhiên liệu của bộ điều khiển thứ cấp FIC8201. Do đó, khi xem lưu lượng nhiên liệu FIC8201.PV là biến ngõ vào và PIC4048.PV là biến ngõ ra thì FLOW PROCESS và PRESSURE PROCESS thực ra là sự phân tách chi tiết của quá trình điều khiển áp suất. Hay nói cách khác, khối G22 (hình 5.1.1-2) chỉ mô tả quá trình PRESSURE (hình 5.2.2-1) mà không mô tả quá trình FLOW. Tương tự khối G21 là quá trình TEMPERATURE.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -300 -200 -100 0 100 200 300
Luu luong nhien lieu FIC8201.PV (exp2fic8201pv)
Hình 5.2.2-19 Lưu lượng nhiên liệu vào buồng đốt FIC8201.PV
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
Luu luong nuoc lam mat (Quench water) FIC8252.PV (exp2fic8252pv)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000
Luu luong hoi qua nhiet o ngo ra FI8253.PV (exp2fi8253pv)
Hình 5.2.2-21 Lưu lương hơi quá nhiệt ở ngõ ra FI8253.PV
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Ap suat hoi qua nhiet PIC4048.PV (exp2pic4048pv)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Nhiet do hoi qua nhiet TIC8253.PV (exp2tic8253pv)
Hình 5.2.2-23 Nhiệt độ hơi quá nhiệt ở ngõ ra TIC8253.PV
5.3 Nhận dạng mô hình bằng Matlab
Việc nhận dạng được thực hiện bằng sử dụng chương trình Matlab mà chủ yếu là System Identification Toolbox do công ty The MathWorks cung cấp. Bộ công cụ này do các giáo sư Lennart Ljung (làm việc tại Department of Electrical Engineering thuộc đại học Linköping University ở Sweden), tiến sĩ Qinghua Zhang (làm việc tại Institute National de Recherche en Informatique et en Automatique (INRIA) và Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), ở Rennes, Pháp), tiến sĩ Peter Lindskog (làm việc tại NIRA Dynamics AB, Sweden), giáo sư Anatoli Juditsky (là việc tại Laboratoire Jean Kuntzmann thuộc đại học Université Joseph Fourier, Grenoble, Pháp) phát triển.
Đây là bộ công cụ dùng để thiết lập mô hình toán học cho cả đối tượng tuyến tính và phi tuyến. Ý tưởng nhận dạng là xem đối
tượng là một hộp đen (hoặc hộp xám), và dựa vào bộ dữ liệu động học vào/ra mà xác
Chương 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG