Câu 4.1:Phương pháp nhậndạng xấp xỉvềmột khâu quán tính bậc nhất có trễcó thể áp
dụng cho các q trình nào?
Phương pháp nhận dạng xấp xỉvề một khâu quán tính bậc nhất có trễcó thểáp dụng cho các q trình có đáp ứng quá độnhanh tắt dần hình chữS. Thực ra, một mơ hình qn tính bậc cao là phù hợp nhất với đường cong đápứng này. Tuy nhiên một mơ hình bậc cao thường gây khó khăn trong việc thiết kế các luật điều khiển đơn giản như PID. Để giải quyết vấn đềnày người ta có thể thực hiện phép xấp xỉđưa về mơ hình qn tính bậc một kết hợp với một khâu trễ.
Câu 4.2 :Đối với phương pháp nhận dạng nói chung, các yếu tốnàoảnh hưởng đến chất
lượng (độchính xác) của mơ hình nhận được.
o Sốliệu vào/ra thực nghiệm: Quá trình thực tếnào cũng phi tuyến, vì vậy tiến hành thực nghiệm cần tiến hành xung quanh điểm làm việc quy định. Các số liệu thu thập cần dựa trên các giá trịchênh lệch so với trạng thái xác lập, chứkhông phải giá trịvào-ra thực.
o Ảnh hưởng của nhiễu: nếu ảnh hưởng của nhiễu đo là đáng kể, cần tiến hành thực nghiệm nhiều lần và sau đó lấy giá trịtrung bình. Nếu cần thiết có thểtiến hành các biện pháp lọc nhiễu trước khi xử lý.
Câu 4.3: So sánh và phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp nhận dạng mơ hình
qn tính bậc nhất có trễdựa trên đápứng quá độ.
❖ Phươngpháp kẻtiếp tuyến: là phương pháp thiếu chính xác
➢ Ưu điểm:
o Dễthực hiện bằng tay
➢ Nhược điểm:
o Việc ước lượng tham sốcủa mơ hình mang tính chủquan, thiếu chính xác, khó thực hiện trên máy tính.
o Nhiễu q trình và nhiễu đo có thểgây sai lệch lớn trong kếtquả
❖ Phương pháp hai điểm quy chiếu: khắc phục một phần nhược điểm của phương pháp kẻ
tiếp tuyến.
➢ Ưu điểm:
o Dễthực hiện trên máy tính
o Sai lệch nhỏhơn đáng kểso với phương pháp tiếp tuyến
38
Câu 4.4: Tại sao nhận dạng bằng phương pháp chọn điểm quy chiếu trên đồthịđápứng
quá độthì sốlượng điểm quy chiếu cho mơ hình FOPDT là 2 và SOPDT lại là 3?
Vì trong mơ hình FOPDT ta cần xác định hai tham sốlà T vàϴ, còn trong mơ hình SOPDT ta cần xác định ba tham sốlà T1, T2,ϴ. Vì vậy, nếu muốn nhận diện mơ hình FOPDT ta cần 2 điểm quy chiếu đểcó 2 phương trình giải tìm T,ϴ, cịn nếu muốn nhận diện mơ hình SOPDT ta cần 3 điểm quy chiếu đểcó 3 phương trình giải tìm T1, T2,ϴ.
Câu 4.5: Các phương pháp nhận dạng dựa trên đặc tính tần sốdựa trên nguyên tắc
chung nào? Những phương pháp này phù hợp cho mục đích sửdụng mơ hình như thế
nào?
Các phương pháp nhận dạng dựa trên đặc tính tần sốdựa trên nguyên tắc chung là: Nhận dạng dựa trên sốliệu đặc tính tần sốtrước hết có thểphục vụcác phương pháp thiết kế điều khiển trực tiếp trên miền tần số, hoặc phục vụước lượng gián tiếp mơ hình liên tục từcác sốliệu thực nghiệmchủđộng.
Những phương pháp này phù hợp cho mục đích sử dụng mơ hình đápứng tần số.
o Thời gian trễđược ước lượng hơi quá mức gây ra sai lệch đặc tính tần sốlớn hơn
xung quanh w-π
❖ Phương pháp diện tích: hai phương pháp trên ta ít quan tâm đếnảnh hưởng của nhiễu đo- một vấn đềkhông thểtránh khỏi trong thực tế. Phương pháp này đã khắc phục được hạn chếcủa hai phương pháp trên.
➢ Ưu điểm:
o Giảmmột cách hiệu quảảnh hưởng của nhiễu đo tới kết quảước lượng tham số
o Thực hiện được trên máy tính
o Cho kết quảkhá chính xác
➢ Nhược điểm:
o Buộc phải xửlý lọc nhiễu.
o Khối lượng tính tốn xấp xỉ tích phân lớn.
o Kết quảtính tốn các tham sốthời gian phụthuộc một cách tương đối nhạy cảm vào giá trịước lượng cho hệsốkhuếch đại tĩnh k.
39
Câu 4.6 :Phân tích ý nghĩa của việc nhận dạng trong vịng kín. Tại sao việc nhận dạng
vịng hởkhơng phải bao giờcũng khảthi?
Ý nghĩa của việc nhận dạng trong vịng kín là giúp xây dựng một mơ hình phục vụtự động tính tốn các tham sốcho bộđiều khiển, khơng phải phục vụmơ phỏng hay các mục đích khác. Nhận dạng vịng kín giúp hệthống được duy trì trong phạm vi làm việc cho phép, ngay cảkhi ta có sửdụng tín hiệu kích thích chủđộng. Như vậy, một phương pháp nhận dạng mơ hình tuyến tính sẽ cho một mơ hình q trình thích hợp cho phạm vi làm việc mong muốn. Ảnh hưởng của nhiễu quá trình tới kết quảnhận dạng nhờvậy cũng được giảm bớt.
Một thực tếlà, hầu hết các bộđiều khiển quá trình được chỉnh định tại chỗvà trực tuyến, chứít khi được thiết kếtrước khi đưa vào vận hành. Hơn nữa, có nhiều hệthống đã đi vào hoạt động một thời gian và cần được chỉnh định lại nhằm nâng cao chất lượng điều khiển, nhưng không cho phép giánđoạn sản xuất đểcó thể tiến hành nhận dạng theo các phương pháp vịng hở thơng thường. Đó là lý do mà việc nhận dạng vịng hởkhơng phải bao giờ cũng khảthi.
Câu 4.7 :Liên hệsựphân biệt giữa nhận dạng trong vịng kín/nhận dạng vịng hở vànhận
dạng chủđộng/bịđộng.
Một phương pháp nhận dạng được gọi là chủ động nếu tín hiệu vào được chủđộng lựa chọn và kích thích. Nhận dạng chủđộng có thểkhơng khảthi đối với các hệthống đang vận hànhổn định, bởi q trình khơng cho phép bất cứmột sựcan thiệp nào làmảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm, khi đó người ta sẽ sửdụng phương pháp nhận dạng bị động.
Mơ hình của một q trình có thểxác định một cách trực tiếp trên cơ sởtiến hành thực nghiệm và tính tốn với các tín hiệu vào/ra của nó gọi là nhận dạng vịng hở. Tuy nhiên, đối với nhiều q trình cơng nghiệp điều này gặp nhiều trởngại bởi việc chủđộng đưa tín hiệu vào trực tiếp với biên độ lớn có thểlàm cho các thơng sốq trình vượt ra khỏi phạm vi làm việc cho phép và ảnh hưởng trực tiếp tói chất lượng sảnphẩm. Hầu hết các bộ điều khiển quá trình được chỉnh định tại chỗvà trực tuyến, chứít khi được thiết kế trước khi đưa vào vận hành. Hơn nữa, có nhiều hệthống đã đi vào hoạt động một thời gian và cần được chỉnh định lại nhằm nâng cao chất lượng điều khiển, nhưng khơng cho phép gián đoạn sản xuất để có thểtiến hành nhận dạng theo các phương pháp vịng hở thơng thường. Trong trường hợp đó ta sẽ sửdụng nhận dạng vịng kín.
40
Nhận dạng vịng hởbao giờcũng sửdụng tín hiệu chủđộng, nhưng điều ngược lại chưa chắc đúng. Nhận dạng bị động luon được thực hiện trong vịng kín, nhwung nhận dạng vịng kín vẫn có thểsửdụng tín hiệu kích thích chủđộng.
Câu 4.8: Nêu những vấn đềphức tạp trong các phương pháp nhận dạng vịng kín.
Hai nhóm phương pháp nhận dạng vịng kín là: nhận dạng trực tiếp và nhận dạng gián tiếp.
➢ Vấn đềtrong nhận dạng trực tiếp:
o Sự tương quan mạnh giữa nhiễu đo và biến điều khiển có thểlàm mất đi tính nhất quá của phương pháp nhận dạng.
o Quan hệ tuyến tính giữa biến ra và biến điều khiển (nếu sửdụng bộđiều khiển tuyến tính) liên quan đến điều kiện kích thích bài tốn.
Nếu như bộ điều khiển phản hồi thực hiện luật tuyến tính bậc thấp, rất có khảnăng là một cột chứa giá trị của u sẽphụthuộc tuyến tính vào một cột khác, và điều kiện kích thích khơng cịn được đảm bảo.
➢ Vấn đềtrong nhận dạng gián tiếp:
o Thơng tin vềluật điều khiển có thểkhơng chính xác ( ai có thểbiết chắc được luật điều khiển được cài đặt cụ thểtrên thiết bịđiều khiển sẽnhư thếnào?)
o Đặc tính của bộđiều khiển thực có thểphituyến do thuật toán thực thi bên trong hoặc do giới hạn của các thiết bịchấp hành.
o Việc dẫn xuất từ mơ hình hệkín khơng phải bao giờcũng cho một mơ hình hệhởcó tính nhân quả, đặc biệt khi có thời gian trễxuất hiện trong hệthống. Sựxấp xỉdẫn đến mất mát vềđộchính xác của mơ hình.
41
Mức trong bình được điều khiển bằng cách đo nhiễu (lưu lượng dịng ra), và gửi tín hiệu lưu lượng này đến bộ LC (level control). Sau đó bộ LC sẽ gửi tín hiệu để điều khiển lưu lượng dòng vào bằng cách điều khiển van.