Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Mở đầu - Vũ Thu Diệp

Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Mở đầu, cung cấp cho người học những kiến thức như Một số khái niệm; Sơ đồ cấu trúc của hệ thống; Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Mở đầu - Vũ Thu Diệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện KH&CN Nhiệt - LạnhCƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU CHỈNH QUÁ TRÌNH NHIỆTGiảng viên : Vũ Thu DiệpBộ môn Hệ thống & Tự động hóa quá trình Nhiệt Mở đầu: Một số khái niệm• Quá trình điều khiển là sự phát sinh và thực hiện những tác động mệnh lệnh làm thay đổi trạng thái của thiết bị công nghệ (đối tượng) một cách có định hướng trong những điều kiện nào đó theo yêu cầu nhất định.• Quá trình điều chỉnh xảy ra khi xuất hiện những yếu tố ngẫu nhiên đánh bật các thông số công nghệ ra khỏi quỹ đạo đặt trước của nó. Đó là nhiệm vụ và cũng là sự cần thiết của quá trình điều chỉnh. 23 Mở đầu: Một số khái niệm (tiếp) Các thông số đặc trưng, phản ánh trạng thái của quá trình công nghệ, có thể phải duy trì cố định hoặc thay đổi theo mục đích nhất định. Đó là những thông số công nghệ quan trọng cần phải điều khiển và thường gọi là các đại lượng điều khiển hay điều chỉnh. Các yếu tố ảnh hưởng xuất hiện từ bên ngoài làm thay đổi đại lượng điều khiển một cách không mong muốn gọi là các tác động nhiễu hay nhiễu loạn. 4 Mở đầu: Một số khái niệm (tiếp) Để thay đổi các đại lượng điều khiển theo hướng phù hợp với mục đích định trước, cần phải tác động vào đối tượng công nghệ bằng một đại lượng vật lý nào đó được tổ chức một cách đặc biệt, gọi là tác động điều khiển (tác động lệnh). Tác động điều khiển được thực hiện nhờ một cơ cấu gọi là cơ quan điều khiển hay cơ quan điều chỉnh. Đối tượng điều khiển là một nhóm thiết bị hoạt động theo một nguyên tắc nhất định tạo nên bản chất công nghệ của một quá trình sản xuất. Bộ điều khiển là nhóm thiết bị tác động vào đối tượng bằng những tác động lệnh, theo một hàm toán học nhất định, nhằm thay đổi đại lượng điều khiển đầu ra (thông số công nghệ của đối tượng) theo quỹ đạo mong muốn. 5 Mở đầu: Một số khái niệm (tiếp) Tính chất ổn định của hệ thống là khả năng duy trì hữu hạn các đại lượng điều khiển đầu ra (y), khi xuất hiện các tác động vào hữu hạn (z, , ). Tính chất ổn định của hệ thống phụ thuộc vào bản chất động học của nó và được đánh giá bằng các tiêu chuẩn ổn định hoặc tiêu chuẩn dự trữ ổn định. Chất lượng quá trình điều khiển được thể hiện bằng những chỉ số định lượng, gọi là các chỉ tiêu chất lượng. Chỉ tiêu chất lượng điều khiển là những đại lượng phản ánh tính chất biến thiên của đại lượng điều khiển đầu ra so với quỹ đạo mong muốn, trong quá trình chuyển trạng thái cũng như trong chế độ xác lập 6Hệ thống điều chỉnh tự động mức nước trong nồi hơi của nhà cơ học Nga I.I. Polzunov 7Hệ thống điều chỉnh tốc độ quay đầu máy hơi nước của Jame Watt 8Các hệ thống điều chỉnh trong nồi hơi – máy phát 9Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống điều khiển mức nướcbao hơi của lò hơi nhà máy nhiệt điện 10Sơ đồ nguyên lý điều khiển dùng bộ vi phân trong hệ thốngkhiển nhiệt độ hơi quá nhiệt của lò hơi nhà máy nhiệt điện 11Sơ đồ nguyên lý điều khiển của hệ thống điều khiển cấpkhông khí của lò hơi nhà máy nhiệt điện 12 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống Một hệ thống điều khiển có thể được biểu diễn dưới dạng sơ đồ cấu trúc, thể hiện sự tương tác có định hướng giữa các phần tử hay nhóm thiết bị trong hệ thống. Mức độ chi tiết của sơ đồ và các phần tử có thể khác nhau tuỳ theo hệ thống cụ thể và mục đích nghiên cứu 13 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp) Điều khiển truyền thẳng (feed-forward) hay gọi nguyên lý điều khiển hở. 14 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp) Nguyên lý bù nhiễu 15 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp) Nguyên lý điều khiển theo sai lệch hay nguyên lý điều khiển có phản hồi (feedback control) 16Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp)Cấu trúc điều khiển tầng (Cascade control) 17 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp) Cấu trúc điều khiển tầng (Cascade control) (tiếp) 18Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp)Hệ điều khiển MIMO 19Sơ đồ cấu trúc của hệ thống (tiếp) 20 ...