Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng nguyên lý tích hợp trong điều chỉnh tối ưu của hệ thống p3 pdf

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I


85
7.4: Phỉång phạp gáưn âụng âãø xạc âënh thäng säú hiãûu chènh täúi ỉu ca hãû thäúng âiãưu
chènh 1 vng
Thỉåìng ạp dủng cho 1 säú hãû thäúng âån gin P ; I ; PI
Näüi dủng : Coi kháu gáưn âụng ca chụng ta bàòng 2 kháu
- Kháu cháûm trãø thưn tụy
- Kháu quạn tênh báûc 1
( Trong khong thåìi gian tåïi T xem nhỉ chỉa biãún âäøi v sau thåìi gian T thç
biãún âäøi våïi täúc âäü cỉûc âải )















Cọ tỉû cán bàòng Khäng cọ tỉû cán bàòng

Váûy âäúi våïi âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng cọ thãø mä t båíi hm truưn

τ
P
dt
dt
dt
e
PT
K
PW
−
+
=
.
1.
)(

V âäúi våïi âäúi tỉåüng khäng cọ tỉû cán bàòng

τ
P
dt
dt
e
P
K
PW
−
= .)(
7.4.1- Âäúi våïi hãû thäúng lm viãûc våïi hãû âiãưu chènh I v âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng

Ta cọ W(P)
HH
= W(P)
ât
. W(P)
BÂC

⇒=
+
−
WP
K
TP
e
K
P
HH
dt
dt
PI
() . .
1
τ

Thay P = i
ω
⇒=
+
−
Wi

K
Ti
e
K
i
HH
dt
dt
iI
() . .
ω
ωω
ωτ
1

Ta âỉa ra âải lỉåüng
Ω

=

ω
.T - Táưn säú tỉång âäúi
⇒
ω
τ
=
Ω
thay vo trãn ta
cọ
Wi

KK
i
e
i
T
HH
dt I
i
dt
()

.
.
Ω
Ω
Ω
Ω
=
+
−
τ
τ
1
=> W(iΩ)
HH
= W(iΩ)
BÂC qỉåïc
.W(iΩ)
ÂT qỉåïc

Y
t
0
τ
0
τ
t
Y
0
τ
0
Y
τ
Y
t
t
.
Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN I


86
Vỏỷy baỡi toaùn laỡ phaới tỗm giaù trở tọỳi ổu cuớa ( K
õt
. T . K
I
) ổùng vồùi caùc
T
dt

xaùc

õởnh
Ta cuợng laỡm tổồng tổỷ nhổ ồớ muỷc 7.6 nhổ sau:
Dổỷng õỷc tờnh W(i
)
T quy ổồùc
vaỡ cho (K
õt
. T . K
I
) = 1 W(i)
HH














Laỡm tổồng tổỷ nhổ muỷc trổồùc vaỡ suy ra ( K
õt
. T . K
I
)

tọỳi ổu

K
I
ổùng vồùi 1
õióứm
T
dt


Nóỳu cho
T
dt

= 1 ( M = 1,62 )

( K
õt
. T . K
I
)
1
195
0513
,
,
=
Nóỳu cho
T
dt

nhổợng giaù trở khaùc
nhau
quan hóỷ
7.4.2- Vồùi bọỹ õióửu chốnh tyớ lóỷ vaỡ õọỳi tổồỹng khọng coù tổỷ cỏn bũng

W(P)
HH
= W(P)
õt
. W(P)
BC
BDC
P
dtHH
PWePWPW )( )()(


=

Thay P = i

P
i
dt
HH
Ke
i
K
iW )(

=

ỷt


=


.T




=



=

i
e
KK
iW
i
Pdt
HH

.
1
) (
)(



W(i

)
HH
= W(i

)
BC qui ổồùc
. W(i

)
T quy ổồùc

Vỏỷy ta phaới tỗm ( K
õt
. K
P
.T )
tọỳi ổu
.
Cuợng laỡm tổồng tổỷ nhổ caùc muỷc trón ta coù:
Khi M = 1,62

= 38



r = 1,15


( K
õt
. K
P
.T )
tổ
= 0,87
Vỏỷy vồùi M xaùc õởnh ta coù K
P
xaùc õởnh
Jm
Re
M
RM
2
M
2
- 1
0
r

W(i)õt.qổ
W(i

)HH
W(i)HH
(Kõt..KI)tổ

0
K
õt..KI
Tõt

M = 1,62

Re
0
Jm

r
W(i)HH
.
TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I


87
Kât.τ.KI
Tât
0
τ
t.ỉu
t.ỉu
Vê dủ M =1,62 =>
τ

.
87,0
dt
P
K
K =

7.4.3- Bäü PI v âäúi tỉåüng khäng cọ tỉû cán bàòng

W(P)
HH
= W(P)
ât
. W(P)
BÂC

⇒= +
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
−
WP
K
P
eK
TP
HH

dt P
P
I
() . .
.
1
1
1
τ

Thay P = i
ω

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
++
=⇒
−
ω
ω
ω
ω
ωτ
iT

iT
Ke
i
K
iW
I
I
P
i
dt
HH
1
)(

Âàût
Ω

=

ω
.T
⇒

ω
τ
=
Ω

Ω
Ω

Ω+
=Ω
Ω−
i
e
T
i
T
i
KKiW
i
I
I
PdtHH
.
.
.1
)(
τ
τ
τ
=
Ω
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢

⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
Ω
Ω
+
Ω
Ω−
Ω−
Ω−
i
e
T
i
i
e
i
e
KK
i
I
i
i
Pdt
.) (
τ
τ

Xem W(i
Ω)
HH
= W(iΩ)
BÂC qui ỉåïc
. W(iΩ)
ÂT quy ỉåïc

Dỉûng âàûc tênh ca hãû håí khi ( K
ât
. K
P
.T) = 1
Khi
T
I
τ
ỉïng våïi mäüt giạ trë xạc âënh
W(i
Ω
)
HH
= W(i
Ω
)ât +
Wi
i
T
dt
I

()
Ω
Ω
τ

Váûy ỉïng våïi mäùi
T
I
τ
ta cọ
mäüt giạ trë ( K
ât
. K
P
.T)
täúi ỉu

Khi cho M = 1,62
⇒=K
K
Ptu
dt
055
1
,
.
τ

T
itỉ

= 5 . T

7.5: Tênh toạn thäng säú hiãûu chènh ca hãû thäúng âiãưu chènh nhiãưu vng
Khi dng loải hãû thäúng âiãưu chènh no âọ m khäng tha mn u cáưu thç ta
phi sỉí dủng 1 trong hai phỉång phạp
- Phỉïc tảp họa quạ trçnh âiãưu chènh P
→
PI
→
PID
- Phỉïc tảp họa säú vng âiãưu chènh
Âäü trãø v quạn tênh låïn ca cạc âäúi tỉåüng trong hãû thäúng âiãưu chènh mäüt vng
l ngun nhán cå bn l gim sỉû tạc âäüng nhanh v do âọ gim âäü chênh xạc
ca quạ trçnh âiãưu chènh. Âãø náng cao âäü chênh xạc âiãưu chènh trong âiãưu kiãûn
nọi trãn cọ thãø dng gii phạp ci tiãún qui lût âiãưu chènh theo hỉåïng phỉïc tảp
dáưn qui lût âiãưu chènh. Nhỉng cạch lm âọ nhiãưu khi dáùn âãún khọ khàn phỉïc
tảp vãư k thût v cäng tạc hiãûu chènh. Ngoi ra âäü chênh xạc täúi âa ln bë
hản chãú åí mäüt giạ trë no âọ phủ thüc vo âäü trãø tuût âäúi ca âäú
i tỉåüng âiãưu
chènh.
Jm
Re
0
W(iΩ)HH
r
β
W(iΩ)ât.qỉ
.
TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

88
Vç váûy trong thỉûc tãú ngỉåìi ta thêch dng cạch náng cao cháút lỉåüng âiãưu chènh
bàòng viãûc ci tiãún så âäư cáúu trục dỉûa trãn cå såí cạc thiãút bë chãú tảo theo cạc
lût âiãưu chènh âån gin.
Vê dủ
:
Vng trong quạn
tênh nh êt biãún âäüng
⇒
tạc âäüng nhanh hån
nãúu khäng dng bäü âiãưu
chènh giỉỵ äøn âënh
⇒Så âäư ca hãû thäúng
2 vng nhỉ hçnh v














Så âäư âiãưu chènh táưng

Vê dủ :

Âiãưu chènh nhiãût âäü ca håi nỉåïc trong bäü quạ nhiãût













W(P)
B2
W(P)
B1
W(P)
ât
B
2
Y
o
Y
B
1
ÂT

X
B
X
âc1
Y
1
W(P)
âc1
Chènh âënh
BÂC
BÂC
Po
Giỉ íäøn âënh
B2
B1
Nhiãn liãûu
Pb
Âãún túc bin
P
h
Ph
tqn
BQNC1
BQNC2
BÂC
V

D
Nỉåïc lm mạt

Bäü vi phán
t
g.än tqn
Dg.än
Trung gian
.
TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I


89
Nọi chung âãø tênh chênh xạc cạc thäng säú âiãưu chènh ca hãû thäúng nhiãưu vng
thç phi dng phỉång phạp mä hçnh họa v bàòng mạy tênh

Phỉång phạp gáưn âụng

Cå såí : Khi tênh ta ngàõt riãng cạc vng ra ( tênh vng trong trỉåïc sau âọ tênh
vng ngoi hồûc nngỉåüc lải )
1- Trỉåìng håüp 1:
Gi thiãút trong quạ trçnh lm viãûc ca hãû thäúng ta cọ thãø ngàõt
bäü chènh âënh (B
2
)

ra 1 thåìi gian v lục âọ chè cn B
1
lm viãûc
Trçnh tỉû bi toạn :
1- Theo W(P)
ât1
ta xạc âënh thäng säú hiãûu chènh B

1
theo cạc phỉång phạp tênh
toạn hãû mäüt vng.
1
1
1
)()(
dt
B
dt
iW
X
Y
PW
ω
⇒=

2- Xạc âënh thäng säú hiãûu chènh ca B
2
dỉûa vo W(iω)
âäúi tỉåüng tâ
( bàòng cạch coi
ton bäü vng trong l âäúi tỉåüng tỉång âỉång ).
Váûy phi tçm hm truưn W(P)
âttâ
Theo så âäư ta cọ:
YWP X
YWP X
dt
B

dt
B
=
=
⎧
⎨
⎪
⎩
⎪
().
() .
11

Màût khạc
XWPX Y
B
B
dc
=−()( )
1
11

Thay
Y
1
åí trãn vo ta âỉåüc: XWP X WPX
B
B
dc
dt

B
=−().( () . )
1
1
1

1
1
)(.)(1
.)(
1
1
Bdt
dc
B
B
PWPW
XPW
X
+
=⇒
Thay
X
B
vo phỉång trçnh trãn
⇒=
+
Y
WP WP
WP WP

X
dt B
dt B
dc
().().
() .()
.
1
1
1
1
1

⇒==
+
WP
Y
X
WP WP
WP WP
dttd
dc
dt B
dt B
()
().().
() .()
1
1
1

1
1

Tỉì âáy ta cọ W(i
ω) âttâ v bàòng phỉång phạp tênh toạn cho hãû mäüt vng ta
tçm âỉåüc cạc thäng säú hiãûu chènh ca B
2







2- Trỉåìng håüp 2:
quạn tênh ca vng âiãưu chènh cọ bäü âiãưu chènh äøn âënh B
1

nh hån nhiãưu so våïi quạn tênh ca vng âiãưu chènh cọ bäü âiãưu chènh chènh
âënh B
2

=> Háưu nhỉ Y
1
≈ X
âc1

Trỉåìng håüp ny ta tênh vng ngoi trỉåïc. Váûy tçm W(P)
âttâ2
= ?

Dỉûa vo cạc phỉång trçnh :

1
1
dc
XY ≈
(1)
W(P)
B2
W(P)
âttâ
X
âc
X
âc1
Y

.