Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Lập mô hình, xác định hệ thống

1 Lập mô hình, xác định hệ thống

Tải bản đầy đủ - 0trang

2.1.1 Mơ hình phân loại

Mơ hình đồ họa: Lưu đồ, lưu đồ P & ID, sơ đồ thuật tốn, mơ hình đồ họa phù hợp

để biểu thị trực quan một hệ thống cấu trúc liên kết và tương tác giữa các thành phần.

Mơ hình tốn học: Phương trình vi phân, phương trình đại số, hàm truyền, mơ hình

khơng gian trạng thái. Mơ hình tốn học phù hợp với mục đích nghiên cứu các tính chất

của từng thành phần cũng như bản chất của các mối liên kết và tương tác.

Mô hình máy tính: Chương trình phần mềm mơ phỏng các đặc tính của hệ thống.

Mơ hình khấu trừ: Một dạng biểu diễn thông tin và đặc điểm của hệ thống thực theo

dạng quy tắc suy diễn, sử dụng ngôn ngữ bậc cao hơn.



.

2.1.2 Phương pháp mơ hình tốn học

Các mơ hình tốn học là các biểu thức tốn học mơ tả hệ thống. Một hệ thống có

thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau, do đó có thể có các mơ hình tốn học khác

nhau cho một hệ thống. Vì vậy, cũng có nhiều phương pháp để xây dựng các mơ hình

tốn học cho hệ thống.

Phương pháp lý thuyết (mơ hình):

Phương pháp này là cách xây dựng mơ hình trên cơ sở các định luật cơ bản về vật

lý, hóa học kết hợp với các thơng số kỹ thuật của thiết bị trong mơ hình. Chúng ta sẽ

phân tích q trình và mơ hình lý thuyết, đó sẽ là một hệ phương trình vi phân và phương

trình đại số.

Phương pháp thử nghiệm (nhận dạng hệ thống):

Phương pháp này còn được gọi là nhận dạng hệ thống hoặc phương pháp hộp đen vì

các hàm truyền được ước tính dựa trên thơng tin ban đầu của q trình, quan sát và phân

tích dữ liệu của hệ thống bao gồm tín hiệu thực đầu vào-đầu ra.

Phương pháp lý thuyết có lợi thế là phản ánh mối quan hệ vật lý và hóa học giữa

các đại lượng trong hệ thống, do đó xác định cấu trúc của mơ hình hệ thống. Tuy nhiên,

mơ hình thu được từ phương pháp này chỉ phản ánh tính chất động học của quy trình



5



cơng nghệ nhưng bỏ qua các tính chất của thiết bị đo và thiết bị truyền động, do đó làm

giảm tính chính xác của mơ hình lý thuyết. Phương pháp này phù hợp hơn với mơ hình

động hơn là xác định các tham số mơ hình.

Phương pháp thử nghiệm có lợi thế là tất cả các tham số được lấy từ hệ thống thực,

loại trừ các lỗi do tính tốn lý thuyết, do đó xác định các tham số chính xác của mơ hình.

Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là chất lượng của mơ hình phụ thuộc rất

nhiều vào mức độ chính xác của thiết bị, tiếng ồn ảnh hưởng đến mô hình trong q trình

thu thập dữ liệu.

2.1.3 Nhận diện vòng lặp mở hoặc đóng

Thu thập dữ liệu yêu cầu thay đổi tín hiệu đầu vào và ghi tín hiệu đầu

ra của hệ thống, các thay đổi đầu vào ảnh hưởng đến hoạt động của hệ

thống. Độ chính xác và tính khả thi của dữ liệu thu được phụ thuộc vào

biên độ tín hiệu, hình dạng tín hiệu đầu vào (vng, bước, dao động). Vì

vậy, nếu hệ thống là một mơ hình thử nghiệm Nó rất dễ dàng để chọn tín

hiệu đầu vào. Nó sẽ dẫn đến chất lượng của dữ liệu thu thập được và khả

năng xác định hệ thống là rất cao. Chúng ta có một phương thức định nghĩa

vòng lặp như sau:



Hình 2.1 Xác định vòng lặp mở

Tuy nhiên, đối với các hệ thống đã được đưa vào sản xuất, mô-đun

không thể tách rời khỏi hệ thống để thực hiện thí nghiệm; Vì vậy, chúng ta

có phương pháp điều khiển vòng kín như sau:



6



Hình 2.22 Xác định vòng lặp đóng

Trong đồ án này, chúng ta áp dụng nhận dạng vòng kín hồi tiếp



2.2 Bộ điều khiển PID

Bộ điều khiển phát sinh tích hợp tỷ lệ (bộ điều khiển PID) là bộ điều khiển

cơ chế phản hồi vòng lặp thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển cơng

nghiệp.



7



Một bộ điều khiển PID liên tục tính tốn một giá trị lỗi là sự khác biệt giữa một

điểm thiết lập mong muốn và một biến quy trình đo được và áp dụng một hiệu chỉnh

dựa trên các điều kiện tỷ lệ, tích phân và đạo hàm. Bộ điều khiển cố gắng giảm thiểu

lỗi theo thời gian bằng cách điều chỉnh biến điều khiển, chẳng hạn như vị trí của van

điều khiển, van điều tiết hoặc công suất được cung cấp cho bộ phận làm nóng, với giá

trị mới được xác định



Trong đó: Kp, Ki và Kd, tất cả đều không âm, biểu thị các hệ số cho tỷ lệ

thuận, tích phân và đạo hàm tương ứng (đơi khi biểu thị P, I và D). Trong mơ hình

này:

• P chiếm các giá trị hiện tại của lỗi. Ví dụ, nếu lỗi lớn và dương, đầu ra điều

khiển cũng sẽ lớn và dương.

• I tính các giá trị q khứ của lỗi. Ví dụ, nếu đầu ra hiện tại khơng đủ mạnh, tích

phân của lỗi sẽ tích lũy theo thời gian, và bộ điều khiển sẽ phản ứng bằng cách

áp dụng một hành động mạnh hơn.

• D tính các xu hướng có thể xảy ra trong tương lai của lỗi, dựa trên tốc

độ thay đổi hiện tại của nó.



Hình 2.3 Cấu trúc bộ điều khiển PID



Một khối sơ đồ của bộ điều khiển PID trong vòng lặp phản hồi. r (t) là giá

trị quy trình mong muốn hoặc "điểm đặt", và y (t) là giá trị đo được.

Đặc điểm của bộ điều khiển P, I và D

8



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Lập mô hình, xác định hệ thống

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×