- Đặc điểm của trạng thái xác lập trong mơ hình IIO:
2.2.5.1.Mơ hình dự báo Smith cho q trình có thời gian chết lớn a Thời gian chết lớn tác động lên quá trình điều khiển
a. Thời gian chết lớn tác động lên quá trình điều khiển
Thời gian chết đƣợc coi là lớn khi nó tƣơng đƣơng với hằng số thời gian của quá trình. Khi θp >= Tp thì để điều khiển bám theo điểm đặt với bộ điều khiển PID truyền thống là rất khó.
Giả sử thời gian chết của q trình bằng với hằng số thời gian của quá trình (θp=Tp) chu kỳ lấy mẫu là 10 lần trong mỗi khoảng hằng số thời gian của quá trình (T=0,1Tp).
Với những quá trình nhƣ thế 10 lần lấy mẫu (một khoảng thời thời gian chết) phải trôi qua sau một hành động điều khiển trƣớc khi sensor phát hiện ra sự ảnh hƣởng nào. Mỗi hành động điều khiển gặp phải một sự trễ rất lớn, bộ điều chỉnh phải chỉnh rất chậm để phù hợp với sự chậm trễ của q trình.
Ta xét quá trình điều khiển nhiệt độ cho bình chất lỏng: (Hình vẽ 2.11) Cold Hot Fsetpoint F Tsetpoin TC
Hình 2.11 Điều khiển nhiệt độ của bình chất lỏng
Dịng chất lỏng nóng và lạnh đƣợc kết hợp với nhau ở đầu vào của ống cấp, chảy dọc theo chiều dài của ống trƣớc khi đổ vào bình. Mục đích điều khiển là duy trì nhiệt độ trong bình bằng cách điều chỉnh lƣu lƣợng nƣớc nóng vào ống.
Nếu nhiệt độ trong bình ở dƣới điểm đặt (quá lạnh), bộ điều khiển FC sẽ mở van cấp chất lỏng nóng. Sensor nhiệt độ khơng phát hiện ngay ra sự thay đổi của nhiệt độ chất lỏng trong bình ngay sau sự điều khiển này vì dịng chất lỏng nóng hãy cịn ở trong ống.
Nếu bộ điều khiển đƣợc chỉnh để có đáp ứng nhanh (Kc lớn, Ki nhỏ), nó sẽ mở van nhiều lơn để tăng nhiệt độ chất lỏng trong bình, ống sẽ đƣợc điều nhiều chất lỏng nóng hơn trƣớc khi chất lỏng nóng đầu tiên đƣợc đổ vào bình. Khi nhiệt độ trong bình bằng nhiệt độ đặt thì bộ điều khiển sẽ dừng sự tăng chất lỏng nóng vào bình. Nhƣng lúc này trong ống vẫn cịn chất lỏng nóng và tiếp tục đổ vào bình làm nhiệt độ của bình tăng quá điểm đặt. Bộ điều chỉnh sẽ chỉnh van chất lỏng nóng để có nhiều chất lỏng lạnh
G*
vào ống hơn. Tƣơng tự nhƣ vậy ta thấy nhiệt độ trong bình sẽ ln dao động quanh điểm đặt. Một giải pháp là chỉnh lại bộ điều khiển, giảm hệ số khuếch đại hoặc tăng thời gian điều chỉnh để hành động điều khiển chậm hơn.