Chương 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI VÀ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
ĐỂ ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT CỦA HỆ THỐNG BÌNH BAO HƠI
TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NÓI CHUNG
1.1. Tổng quan về nhà máy nhiệt điện
!"#$%&''()
*+,*#
-.!/$012'345
67''5%8###$9,23!"3:+*3')*
+!"#;+!"<1"=61=553!3!/>!/
!"9?#@!/A B!/!
2$9).3'7/!"6:1
3!"2#
1.1.1. Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện
1.1.2. Chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện
C
!"
1.2. Lò hơi nhà máy nhiệt điện
1.2.1. Nhiệm vụ của lò hơi
1.2.2 Cấu tạo của lò hơi
#
#$%&'()*
D
+,! /!01&*.0
1.2.3 Hệ thống điều khiển lò hơi
1.2.3.1 Lò hơi là một đối tượng điều khiển
1.2.3.2 Giới thiệu chung hệ thống điều khiển lò hơi
*. Các mạch vòng điều khiển đảm bảo quá trình chuyển hóa năng lượng
*. Các mạch vòng điều khiển đảm bảo chất lượng
23'4.56*
1.3. Nghiên cứu về hệ thống điều chỉnh áp suất bao hơi trong nhà máy nhiệt
điện
1.3.1. Đặt vấn đề
1.3.2 Hệ điều khiển bao hơi
1.3.3. Mục tiêu của nghiên cứu
E
F= 2=6)G39=6)#
F"9=6)2=6)G*3!/!
6?756?9=1H57=6)6?9I#
J'+A7133!3!/!"53!3!/+1K
!"9+59=LK!"B3MA1!"
!+K)%GM9+#N+O3
?2 =6)51"' G+!/
=LAM#P*5'21"9=L9
+3*Q/#R9+MG
K!"9+MS#GK!"
9+1GK!"9+B
F!!+=6)$%T2=
6)G5T)3=6)9+ 5
96$231:86
6?0)'K#FG1U'K69=6)7
V.3!/2M9+3#
WT' 3U134
XW?2=6)9+#
XJ6Y=6)7)M2K
!"9+#
1.3.4. Dự kiến các kết quả đạt được
XZ.%&?G 2#
XJ69=6)[\P)=6)7M
2K!"9+#
X69=6)7)M 2K!"
9+*#
X]^?82'W39_`36#
XJ&361"3a
b
Chương 2
MÔ TẢ TOÁN HỌC CHO ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT
TRONG HỆ THỐNG BÌNH BAO HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2.1. Đặt vấn đề
X ,7819 3!+H7T1T$+91
'KK%T5!7Q/?161)
!c6d!=6)G#
:,7; !/.%&'+A?H9U5
V?31=IKH
2#F.%&?G0!/ 2!/3?
G#W?G3G0!/*"&!/
?9V?H?G1986?#
J6dU=6)5.!""92%$?G0!/
4
<,7)(F"?H?G,!3!,?
53!,[e\P5+,625$[S59),35###W?G,$Q
/19)%f&21=^3'61!+H
#
<,7)=F"?H !!+G1.
<69)%f$51"?G9UG6*g%T.7
62>5!+G$25=$5!+G$<
%T2.756+91956*U
%$&5$1"3?257%Q=6)G>#
W?G7/T7'K.(I7
0O!9 23'61!+#
<,7-1hGK9)%f?1I71=
2&%!"%$3U%f5g%T?H9U#
<,7 &h!+G=?8I7
2SH67$.#W?G7!/.%&1"
?H3UG5'+Ag%T?GI?G
3U#
#
6. !8*.56>
3'4/? !@/A)>
i
2.2. Mô tả toán học cho các thành phần trong hệ thống điều khiển ổn định áp
suất trong hệ thống mức nước bao hơi nhà máy nhiệt điện
2.2.1. Cấu trúc điều khiển hệ thống áp suất bình bao hơi
]^+9 2=6)G!/!
GC#4
2.2.2. Xây dựng hàm truyền các thành phần của hệ thống
2.2.2.1. Thiết bị đo
#]^+94
j
2.2.2.2. Thiết bị chấp hành
#]^+94W1=6)9,.1!/k21"
+Q1"T63'#J'GC#b3GI
( 167k1"+=X3:#
+3'4/?@/A'0B
23'4%/ !8C6&D
3"'
E*F)
3GAB
3.8
3H8B)6&D
3I8
,BJ
3C
8
3"'
8B)
l
2.2.2.3. Bình bao hơi
2.3. Hàm truyền của hệ thống
K3'4 7?)=)B.
LM8B69)6!856
N)B N O)B
2P
PP- +
[\P
+ +
PP2
QK- RQ 2P- R
<X>
[
[
PP2
SM)B
m
Chương 3
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID ĐỂ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT
TRONG HỆ THỐNG BÌNH BAO HƠI BẰNG MÔ PHỎNG
VÀ THỰC NGHIỆM
3.1. Giới thiệu chung
J!+C5n.%&!/?G2
!/#J!+569=6)2=6)
9+9V9=6)[\P6)#
3.2. Tổng quan bộ điều khiển PID
Y=6)!/3[\P%!/1(0D+9
9=6)46$o3<[>57.<\>11.<P>#
1"<>p
[
q
\
q
P
Rg%T9=6)[\P*979M D
$5D764
X [TQ1317<[>
X h1*73d6<\>
X ]*6K$1$<P>
Y=6)[\P!/K%Tn21"2!/`\`r
S'3a,<sSS%96>!G1B4
#6./!56@&QTUVR
<>
S<>
\
<>
[
\
P
S<>
[
P
PID
<>
<>
S<>
<>
Plant
t
X #
3.2.1. Thiết kế bộ điều khiển trên cơ sở hàm quá độ h(t)
3.2.1.1. Phương pháp Ziegler – Nichols
3.2.1.2. Phương pháp Chien – Hrones – Reswick
3.2.1.3. Phương pháp hằng số thời gian tổng của Kuhn
3.2.2. Thiết kế điều khiển ở miền tần số
3.2.2.1. Nguyên tắc thiết kế
W2=6)!/?4
3.2.2.2. Phương pháp tối ưu modul
3.2.2.3. Phương pháp tối ưu đối xứng
3.3. Thiết kế điều khiển áp suất bao hơi
J0'*+,^=6)!G1B4
2P
PP- +
[\P
PP2
Q K- RQ 2P- R+ +
PP2
<X>
h
h
#2'4.560-'/)
B
#'4/!56TUV
<X>
D
J
J
9
>
R
%
J
9
J
u
t
##WA>!
#+.56
v
6
<>
<>
<>
<X>
v
<>
3.4. Đánh giá chất lượng hệ thống bằng mô phỏng trên Matlab – Simulink
3.4.1. Sơ đồ mô phỏng bằng matlab – Simulink
3.4.2. Các kết quả mô phỏng
#L3'4 70X56 YZ'0/)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
t(s)
P(at)
Dap ung ap suat binh bao hoi
Pdat
P
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Dap ung ap suat binh bao hoi
t(s)
P(at)
Pdat
P
C
XJ!c/?81"5b
XJ!c/?81"K!"805b3'C
3.5. Đánh giá chất lượng hệ thống bằng thực nghiệm
#SW0Y.0-'8Z[T
\
]^2
#KW0Y.0-'8Z[?/1
;T
\
]^2%
;GD#m4YG9+
#_3'4& 56 YZ'0//)
D
3.5.1. Cấu hình thực nghiệm về điều khiển mức tại trung tâm thí nghiệm
#PM)
E
3.5.2. Giới thiệu về mô hình thực nghiệm
#`)\)& 560-'//)
#`)\6@>?& 560-'//)
b
;2,94
S
TT
Tên máy móc, thiết bị
Hãng
Xuất
xứ
Số
lượng
W7 n;[
R)][w4\S3[S\FD#t
x;y_YlttW;z_{xY_;PP
ltxY_]PX{vElZ_
ht_ttW_,
CCtFu]_bt;y
W4h]Pm|
;[
J
}2
C
C
Y=6)P]`5%S3
[Wlb9,T66~
!4
X[Wlb5][w5
XJ[lDt5YS3S5•%pb5
XJRlbt5]€ZX9S93S
XJYltj5W%3S9S5
XYSsS96
<EmEDtDXi>5
uYY
<[Wlbi>
JT
@)
D
`YlCYSw
€S3P\X3S%9S
s396S3%
9S%S93S
JRlCFtCt
v%plb
ushpb5i<t5lz>S
S`YlCs][w
uYY
JT
@)
E
JRCCJ393S
{•EbP9Xm<sS3S>53SD
uYY
JT
@)
i
b
]\lbEuRt[s9XP[_FSsS
[6S3%4
X]\lbEu5]\SsS
XJ[lbE5YS3S5•%pit
JT@)
JT
@)
i
[••S`3PS1S
b_CDtF##•S3S93S5
CEF%#5bu
]r`€h U
j
]\lt[sY‚]\`ltt
SsS3%4
[•S`3]S
JYltjW%3S9JS
JS9Ss•S3%S%
]\lt%SSs33•
\_r%3SP\lDt5P\lD5P\llb5
P\llt%Prllt#
uYY
<]\lDt>
JT
@)
C
l
u\ltu3l
t<E>##Ctu5t##tF5CY53S
S%S%t5ƒ5{S%3btF
wSW%3SJSwJwlt5
JwlC5JwlE5JwlDt5JwlDb5
JwlDl#
uYY
JT
@)
C
m
urltu3l5t<E>###
Cttu5E95{hbtt_mbtr5
{S%3btF
wSW%3SJSwJwlt5
JwlC5JwlE5JwlDt#
uYY
JT
@)
C
t
P\ltP3CEF%#Cl
{S%3btFS%3S
JSwJwlt5JwlC5
JwlE5JwlDt
uYY
JT
@)
i
j
PrlCtP3r5{S3#3
Sl5CEXCDtF##Du5
„t#E5%##ECv5{S%3CbtF
wSW%3SJSwJwl5
JwlD5JwlDi5JwlDj#
uYY
JT
@)
i
C
JwlDtF€S%S%W%3S
JSw5WJw5btFCi
3S35S%3btF
uYY
JT
@)
t
D
JwlDjF€S%S%W%3S
JSw5WJw5CbtFl
sS%335lhS35
CiS35S%3CbtF
uYY
JT
@)
i
E
\1SS53SSs5k
21"9=6)g%T
K[s9
JS3SSS C
b
]T6T1T3(
I9,55
3(
i
J9K3$'%t
Xttt;Cr
W?4!"CCtP€x]
€%Se
;S
@K C
j
J9K3$'. €%Se
;S
@K C
l J9
€%Se
;S
@K C
m J9
€%Se
;S
@K
Ct J93!3!/6)07#
€%Se
;S
@K
C
t9!"g%T+
t9+%
tC9+3.
tYG!"
tY+3&tY
F
l
CC
F=6)7T1T
1=6)3&1
J
}2
C
m
3.5.3. Các kết quả thực nghiệm
XJ!c/MI0Y3'CY*2#jY5
1"?29=6)4R
[
ptt…R
\
pCt…R
P
pt5b#
XJ!c/MI0Y3'CY*2#jY5
1"?29=6)4R
[
pt…R
\
pCt…R
P
pt5b#
##a@>?& 560-'8Za
T
]PPba
U
]Pb
a
V
]P^2
#+a@>?& 560-'8Za
T
]Pba
U
]Pb
a
V
]P^2
Ct
3.5.4. So sánh với kết quả mô phỏng
R?81==6)!'GD#j5GD#l16
&!'GD#D5GD#E6!+&1=
3!/=6)#1"6?86M?2 9
=6)6?/3aG3!/ 26?9<GD#D>#
!1U5?&'?G=6) !c$
RdU]?nK823'H&f13a#}
*5.!/%163U11=7K%T1&#
C
Chương 4
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI ĐỂ ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT
TRONG HỆ THỐNG BÌNH BAO HƠI
4.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
4.1.1. Tổng quan về điều khiển thích nghi
Điều chỉnh hệ
số khuếch đại
Bộ điều khiển
Đối tượng
Tín hiệu
điều khiển
W)c
)-
Tín hiệu
chủ đạo
+W5G 6@(
M!5G
7
Đầu ra
Hệ thống
điều chỉnh
Cơ cấu
thích nghi
So sánh
Đo lường theo
Tiêu chuẩn IP
d&
d&8B)
d%e
[ZUT
<
$f67/@ $f/@Z
+3'4/?.&
CC
4.1.2. Tổng hợp hệ điều khiển thích nghi trên cơ sở lý thuyết tối ưu cục bộ
(phương pháp Gradient)
Zk2=6)7!G1B4
+L6..56&g) 7 h/1'
x
<>
x<>
Π
γ
−
Π
Π
Π
γ
9
+
9
+
S
q
X
q
R
C
R
Mô hình mẫu
Bộ điều khiển
Đối tượng
Cơ cấu
thích nghi
<X>
<q>
i 7
Tín hiệu ra
,(8*)
,(8*)B
Tín hiệu
chủ đạo
+#W56g) 7 h
Tính toán
thiết kế
Đánh giá
thông số
Bộ điều chỉnh
Đối tượng
J7
=6)
]?2
G
J7
$
J7
++W56jG
Mô hình mẫu
Bộ điều chỉnh
Đối tượng
Cơ cấu
thích nghi
u
ε
<q>
<X>
+23'4 7 h-)-)
CD
R?86)K17%T4
+Sa@>? 70X&600`\g
^8Za]2^d]P2-b/^8Za]S^d]PK-
5
95
CE
4.1.3. Tổng hợp hệ thống điều khiển thích nghi dùng lý thuyết Lyapunov
R?817%TA'4
x
<>
x<>
Π
γ
−
Π
γ
S
q
X
q
R
C
R
+_6.,ik\j%9@E0)8
X
Π
Π
+PW0Y.&66E0)8
^8Za]2^d]P2-b/^8Za]S^d]PK-
5
95
Cb
4.2. Sơ đồ và kết quả mô phỏng với phương pháp điều khiển thích nghi
4.2.1. Sơ đồ mô phỏng
`+,?83!/=6) 9=6)7
1"9=6)[\P
+ 70Xg)000&`\g
+ 70X-)-000&8BTUV