Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Chương 8+9 - Vũ Thu Diệp

Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt - Chương 8+9: Chất lượng điều chỉnh, cung cấp cho người học những kiến thức như Chất lượng chuyển trạng thái; Chỉ tiêu tích phân sai số điều chỉnh; Khái quát về bài toán tổng hợp hệ thống; Quan điểm điều khiển bền vững tối ưu;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Chương 8+9 - Vũ Thu Diệp Chương 8: Chất lượng điều chỉnh Khái niệm Chất lượng điều chỉnh là tập hợp những yếu tố định lượng, thể hiện mức độ tốt xấu theo một nghĩa nào đó của quá trình điều chỉnh trong điều kiện làm việc nhất định. Những yếu tố định lượng đó gọi là chỉ số hay chỉ tiêu chất lượng điều chỉnh. Các chỉ số chất lượng được xác định theo đáp ứng ra của hệ thống đối với các tín hiệu vào khác nhau. Có thể phân loại chất lượng hệ thống theo các tiêu chí sau:  chất lượng chuyển trạng thái (quá trình quá độ),  chất lượng xác lập đối với tác động xung bậc thang,  chất lượng xác lập đối với tác động chu kỳ,  chất lượng động học đối với tác động ngẫu nhiên,  dự trữ ổn định và tính bền vững của hệ thống 160 Chương 8: Chất lượng điều chỉnh Chất lượng chuyển trạng thái Chất lượng chuyển trạng thái thể hiện rõ trên đáp ứng quá độ của hệ thống. Thường các chỉ số chất lượng được xác định dựa theo đáp ứng qui chuẩn, tức theo đáp ứng đối với xung bậc thang đơn vị Đặc tính quá độ của hệ thống thay đổi giá trị đặt và khi có nhiễu bậc thang 161 Chương 8: Chất lượng điều chỉnh Chất lượng chuyển trạng thái (tiếp)a) Thời gian điều chỉnh (thời gian quá độ): Tq h(t) – h()   với mọi t  Tq  = (310%)h()b) Sai lệch động cực đại và độ quá điều chỉnh h  h()   max  100% h()  = 10 - 50%c) Độ tắt dần dao động của quá trình quá độ A A1  A2 A2    1 A1 A1 A1 1 m ln(1   )  = 0,75 – 0,95 (m = 0,221 – 0,47 2 162 Chương 8: Chất lượng điều chỉnh Chỉ tiêu tích phân sai số điều chỉnh  J1    (t )dt 0  J1a   |  (t ) | dt 0  J 2    2 (t )dt 0   J 2a    2 (t )   [ (t )]2 dt 0 163 Chương 8: Chất lượng điều chỉnh Sai số điều chỉnh trong chế độ xác lập 164 Chương 9: Tổng hợp hệ thống điều khiển Khái quát về bài toán tổng hợp hệ thống Xác định mục đích (1) điều khiển Xác định các biến cầnQuy trình thiết kế hệ thống điều khiển (2)điều khiển Mô tả đặc điểm kỹ (3) thuật Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển (4) Xây dựng mô hình toán học của các khâu (5) Thiết kế các bộ điều (6) khiển và bộ khử Đánh giá chất lượng Kết thúc Không tốt hệ thống Tốt 165 (7) Chương 9: Tổng hợp hệ thống điều khiển Khái quát về bài toán tổng hợp hệ thống Tổng hợp hệ thống điều khiển là xây dựng hệ thống với các khâu động học liên kết với nhau theo sơ đồ nhất định và các tham số của chúng được tính toán sao cho đảm bảo các tiêu chí đặt ra về chất lượng hệ thống. Chất lượng hệ thống điều khiển thể hiện chủ yếu ở độ bền vững (tức dự trữ ổn định) và chất lượng quá trình điều khiển. Quá trình tổng hợp hệ thống thường chia thành hai bài toán tương đối độc lập lẫn nhau: Bài toán xác định bộ điều chỉnh và chọn bộ lọc phản hồi nếu cần và bài toán xác định bộ khử nhiễu và khâu lọc tín hiệu đặt 166 Chương 9: Tổng hợp hệ thống điều khiển Tổng hợp bộ điều chỉnh Tổng hợp bộ điều chỉnh là bài toán cơ bản và phức tạp nhất trong quá trình tổng hợp hệ thống. Bộ điều chỉnh phải thỏa mãn đồng thời hai yêu cầu:  Đảm bảo hệ thống có độ dự trữ ổn định nhất định và đáp ứng ra đối với đầu vào đặt  Đầu vào nhiễu phải thỏa mãn yêu cầu nhất định hoặc đạt chất lượng tối ưu. Quá trình tổng hợp hệ thống chia thành hai bước tách biệt: xác định cấu trúc và xác định các tham số của hệ thống. 167 Chương 9: Tổng hợp hệ thống điều khiển Quan điểm điều khiển bền vững tối ưu Bài toán tổng hợp hệ thống điều khiển:Giả sử đối tượng thay đổi không rõ ràng trong phạm vi nhấtđịnh và chịu sự tác động của các loại nhiễu loạn. Hãy thiết kếhệ thống điều khiển sao cho đảm bảo quá trình điều khiển ổnđịnh một cách chắc chắn và sai số điều khiển đạt nhỏ nhất cóthể. Quá trình giải có thể qui về ba nội dung chính, như sau: 1) xác định cấu trúc cơ bản của hệ thống theo mục đích điều khiển đặt ra, 2) tổng hợp bộ điều chỉnh đảm bảo tính bền vững và tối ưu của hệ thống, 3) thiết kế bổ sung (nếu ...