4 Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Bộ điều khiển dự báo cho quá trình vận hành theo mẻ
Bài toán điều khiển quá trình gián đoạn có một vài đặc điểm riêng biệt. Tác động của bộ điều khiển được đánh giá thông qua việc lựa chọn hàm mục tiêu, các điều kiện ràng buộc, sự bền vững. Nếu như trong các quá trình liên tục, thời gian tính toán có thể giảm bằng cách lựa chọn tầm điều khiển nhỏ hơn tầm dự báo, trong trường hợp điều khiển dự báo mô hình quá trình gián đoạn, tầm dự báo và tầm điều khiển nên bằng nhau, nhằm giảm sai khác trong dự báo của bộ điều khiển khi giá trị đặt thay đổi. Vì đặc điểm này, khối lượng tính toán trong giai đoạn khởi động của mỗi mẻ sẽ tăng lên.
Nói chung, trong các quá trình vận hành theo mẻ, có hai vấn đề có tầm quan trọng như nhau, đòi hỏi phải giải quyết đồng thời, đó là:
- Bám giá trị đặt: trong cả trường hợp offline hay online, quỹ đạo đặt thay đổi theo thời gian, yêu cầu bộ điều khiển tác động vào hệ thống để các đầu ra phải bám theo được. Tí`n hiệu điều khiển để đầu ra bám là giá trị:
𝑢∗ = 𝑎𝑟𝑔𝑚𝑖𝑛 {∑‖𝑦(𝑡 + 𝑗) − 𝑦𝑠‖𝑅2 𝑁𝑃 𝑗=1 + ∑‖𝑢(𝑡 + 𝑗 − 1) − 𝑢𝑠‖𝑃2 𝑁𝐶 𝑗=1 ∑‖Δ𝑢(𝑡 + 𝑗 − 1)‖𝑄2 𝑁𝐶 𝑗=1 } (3.1)
Trong đó, P, Q, R là các ma trận trọng số. yS, uS là các gái trị đầu ra và đầu vào đặt. Các giá trị đặt và động học quá trình thay đổi trong suốt thời gian vận hành của mẻ.
- Bài toán điều khiển giai đoạn cuối: đối với các quá trình mẻ, mục tiêu kinh tế thường liên quan tới chất lượng sản phẩm tại thời điểm cuối của mỗi mẻ. Từ đó, đặt ra bài toán tối ưu:
77
Bài toán này thường được giải offline và quỹ đạo điều khiển thu được thường được xem là không đổi, đồng thời được coi như một giá trị đặt trong bài toán trên.