Nội dung, yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ luận án (lý thuyết, thực hành, số liệu cần tính toán và hình vẽ). Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung giảng dạy: Toàn bộ môn học. Tinh thần và thái độ của sinh viên trong quá trình thực hiện luận văn.
Do tầm quan trọng và ưu điểm to lớn của quản lý thích ứng, nhu cầu cấp thiết nghiên cứu, ứng dụng quản lý và sản xuất thích ứng trong thực tiễn sản xuất nên tôi chọn đề tài nghiên cứu “Ứng dụng hệ thống thích ứng trong điều khiển nhiệt độ phòng sấy”.
TỔNG QUAN VỀ LÒ SẤY
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
- Phân loại các thệ thống sấy (HTS)
- Các dạng lò sấy
Thiết bị sấy phun HTS có dạng hình chóp hình trụ với mặt trên hướng xuống dưới. TNS có nhiệt độ thích hợp đi vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm bằng sương mù VLS và thải ra môi trường. Nồi hơi: Một thiết bị tạo ra hơi nước ở áp suất và nhiệt độ nhất định.
Lò sấy sử dụng bộ trao đổi nhiệt là các ống dẫn nhiệt dạng cong đặt trong lò.
ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
- Quá trình và các biến quá trình
- Đặc điểm của điều khiển quá trình
- Các thành phần cơ bản của một hệ thống
Biến đầu vào là đại lượng hoặc điều kiện phản ánh ảnh hưởng bên ngoài đến quá trình. Nhiệm vụ của quản lý quy trình là can thiệp vào các biến đầu vào của quy trình một cách hợp lý sao cho các biến đầu ra của nó đáp ứng các tiêu chí nhất định, đồng thời giảm thiểu những tác động tiêu cực của quy trình kỹ thuật đến con người và môi trường xung quanh trường học. . Biến được điều khiển: (Biến được điều khiển, VC) là biến đầu ra hoặc biến trạng thái của quá trình được điều khiển, điều chỉnh để gần với giá trị mong muốn hoặc giá trị đặt (Điểm đặt, SP) hoặc Đi theo biến trội/tín hiệu tham chiếu.
Biến điều khiển: (biến thao tác, MP) là biến đầu vào của quá trình, có thể can thiệp trực tiếp từ bên ngoài, tác động đến biến đầu ra theo ý muốn. Trong điều khiển quá trình, dòng chảy là biến điều khiển điển hình nhất. Đặt vòng điều khiển để giảm thiểu giá trị mà không tăng thêm độ trễ cho quy trình.
Có nhiều biện pháp kiểm soát xuyên kênh: kiểm soát một đại lượng nhưng lại tác động đến một đại lượng khác. Tùy thuộc vào mức độ và mức độ tự động hóa, hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp có thể từ đơn giản đến phức tạp, nhưng chúng dựa vào ba thành phần cơ bản: thiết bị đo lường, bộ truyền động và bộ điều khiển. Thông qua việc so sánh giữa giá trị đo được và giá trị mong muốn, chương trình điều khiển sẽ tính toán giá trị của biến điều khiển theo thuật toán đã cài đặt. Ví dụ, với thuật toán tỷ lệ, giá trị của biến điều khiển sẽ tỷ lệ thuận, dương với biến thiên vị.
Giá trị này được chuyển đổi bằng bộ chuyển đổi số - analog (D/A) thành tín hiệu điều khiển theo dòng điện điều khiển tiêu chuẩn 4 - 20 mA gửi đến van điều khiển (thiết bị truyền động). Cuối cùng, tín hiệu điều khiển được truyền qua tầng I/P tới tín hiệu khí nén 0,2 – 1 bar để thay đổi độ mở của van dòng nóng.
MÔ HÌNH HÓA ĐỐI TƯỢNG LÒ SẤY
- Phương trình trạng thái của hệ thống
- Mô hình toán học của lò sấy
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
HỆ THÍCH NGHI MÔ HÌNH THAM CHIẾU – MRAS
- Sơ đồ chức năng
- Luật MIT
- Nội dung, phương pháp thiết kế MRAS
- Thiết kế MRAS dùng lý thuyết ổn định của Lyapunov
- Kết luận
Hệ thống thích ứng sử dụng mô hình tiêu chuẩn là một trong những phương pháp điều khiển thích ứng chính. Hệ thống có một vòng phản hồi chung bao gồm đối tượng và bộ điều khiển. Sai số e là sự khác biệt giữa đầu ra của hệ thống và đầu ra của mô hình chuẩn e = y - ym.
Vấn đề là xác định cấu trúc thích ứng cho một hệ thống ổn định, tức là không có lỗi. Giả sử rằng các tham số thay đổi chậm hơn nhiều so với các biến khác của hệ thống. Phương pháp này dựa trên giả định rằng các tham số của bộ hiệu chuẩn thay đổi chậm hơn các biến khác của hệ thống.
Cách tiếp cận gradient không mang lại kết quả cần thiết cho một hệ kín ổn định. Các tham số trong hệ thống được điều chỉnh để y càng gần ym càng tốt đối với một dải tín hiệu đầu vào. Hệ thống thích ứng sử dụng mô hình chuẩn dựa trên ý tưởng cho phép sai số e = y – ym tiến tới 0.
Một khả năng khác để có được vòng ngoài của hệ thống thích ứng sử dụng mô hình chuẩn là tìm một luật hiệu chỉnh đảm bảo rằng sai số tiến tới 0. Hơn nữa, giá trị ban đầu của tham số phải được chọn sao cho hệ thống vòng lặp được kín ổn định.
BỘ TỰ CHỈNH ĐỊNH - STR
- Bộ tự chỉnh định gián tiếp
- Bộ tự chỉnh định trực tiếp
- Kết nối giữa MRAS và STR
- Điều khiển dự báo thích nghi
- Kết luận
Chúng có thể được áp dụng cho nhiều phương pháp thiết kế bộ điều khiển và ước lượng tham số. Thường cần phải giải các phương trình tuyến tính trong các tham số của bộ điều khiển. Thuật toán này tương ứng với bộ điều khiển thích ứng sử dụng mô hình chuẩn ở Mục 2.1.
Thuật toán 2.4 là một cách để triển khai bộ điều khiển dự đoán phạm vi thay đổi. Bộ điều khiển trung bình động cũng có thể được áp dụng cho các hệ thống lệch pha tối thiểu như được minh họa trong phần "Bộ điều khiển trực tiếp". Các thuật toán điều khiển dự đoán dựa trên mô hình của quá trình giả định và các tín hiệu điều khiển trong tương lai.
Biến (t) được hiểu là trạng thái dự báo của y(t + d) giả sử u(t) và các tín hiệu điều khiển trong tương lai đều bằng 0 điểm. Lưu ý rằng giá trị của tín hiệu điều khiển thay đổi theo thời gian và không cố định. Thành phần đầu tiên trong u là u(t) là tín hiệu điều khiển được đưa vào hệ thống.
Các giá trị dự báo tương ứng với các phạm vi dự báo khác nhau được tính toán và tín hiệu điều khiển được tính theo phương trình (2.56). Do đó, đơn vị điều khiển dự đoán thích ứng sẽ là một thuật toán điều khiển gián tiếp. Ý tưởng cơ bản là ước lượng các tham số chưa biết của hệ thống và thiết kế bộ điều khiển.
Các tham số ước lượng được giả định bằng các tham số thực tế khi thiết kế bộ điều khiển.
CHỈNH ĐỊNH TỰ ĐỘNG VÀ LỊCH TRÌNH ĐỘ LỢI
- Kỹ thuật chỉnh định
- Lịch trình độ lợi
- Xây dựng lịch trình
- Ứng dụng
- Kết luận
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID THÍCH NGHI
XÂY DỰNG HÀM TRUYỀN ĐỐI TƯỢNG
Do quán tính của lò nhiệt thường khá lớn nên người ta thường thay đổi nguồn điện để thay đổi công suất đưa vào lò thay vì điều khiển điện áp. Như vậy, trong thời gian máy sấy Ton được cấp điện thì thời gian (T-Ton) bị cắt. Các thông số này được đo không tải (lò sấy không có sản phẩm).
Để tính toán và thiết kế bộ điều khiển dễ dàng hơn, chúng ta lựa chọn các tham số hàm truyền của đối tượng tương ứng với khoảng trên.
XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
Khối mô hình ví dụ: tạo giá trị nhiệt độ đầu ra mong muốn ym tương ứng với giá trị cài đặt x. Bộ điều khiển PID: các thông số Kp, Ki, Kd được cập nhật bằng cơ chế hiệu chuẩn. Cơ chế hiệu chỉnh: Đây là phần quan trọng nhất của bộ điều khiển thích ứng. Khối này sẽ tự động cập nhật các thông số Kp, Ki, Kd cho bộ điều khiển PID.
Đối tượng: đối tượng cần điều khiển là Lò sấy, có đầu ra y: giá trị nhiệt độ. Việc điều khiển quá trình nhiệt của lò sấy là một đối tượng khá phức tạp, cần điều khiển nhiều công đoạn, mục đích cuối cùng là đảm bảo chất lượng của tín hiệu điều khiển. Lò sấy được sử dụng sử dụng bộ điều khiển thích ứng với các thông số đã đặt, luật điều khiển cho chúng ta kết quả mô phỏng nhiệt độ theo dõi khá tốt, chất lượng điều khiển được đảm bảo, các thông số chất lượng điều chỉnh như độ lệch tĩnh, quá nhiệt đều được đảm bảo. và số dao động của bộ điều khiển thích ứng tốt hơn bộ điều khiển cổ điển. Và điều khiển thích ứng là sự kết hợp của các kỹ thuật nhằm tự động điều chỉnh các bộ điều chỉnh trong vòng điều khiển nhằm hiện thực hóa hoặc duy trì một mức chất lượng hệ thống nhất định khi không biết trước các thông số quy trình hoặc không thay đổi theo thời gian. Trong đồ án này tôi đã đề cập tổng quan về hệ thống điều khiển thích ứng và quy trình điều khiển nhiệt độ sấy.
Một lần nữa em xin cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của Thầy. Nguyễn Văn Đương, người đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô khoa điện tử viễn thông Trường Đại học Dân lập Hải Phòng đã giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
