DATN ỨNG DỤNG LOGIC mờ điều KHIỂN NHIỆT độ lò DIỆN TRỞ

MỤC LỤCDANH MỤC CÁC KÝ HIỆUDANH MỤC CÁC BẢNGDANH MỤC CÁC HÌNH VẼMỞ ĐẦU1CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ31.1 Khái niệm:31.2 Phân loại:31.2.1 Phân Phân loại theo phương pháp toả nhiệt:31.2.2 Phân loại theo nhiệt độ làm việc:31.2.3 Phân loại theo nơi dùng:31.2.4 Phân loại theo đặc tính làm việc:31.2.5 Phân theo loại theo kết cấu lò:41.2.6 Phân loại theo mục đích sử dụng:41.3 Yêu cầu đối với dây đốt:41.4 Vật liệu làm dây điện trở:41.4.1 Dây điện trở bằng hợp kim:41.4.2 Dây điện trở bằng kim loại:51.4.3 Điện trở nung nóng bằng vật liệu kim loại:51.5 Tính toán kích thước dây điện trở:61.5.1 Đối với dây điện trở có tiết diện tròn:71.5.2 Đối với dây đốt có tiết diện hình chữ nhật (m=ba):81.6 Các loại lò điện trở thông dụng:81.6.1 Lò nung theo chu kỳ:81.6.2 Lò nung nóng liên tục:81.7 Khống chế và ổn định nhiệt độ lò điện trở:81.7.1 Đặt vấn đề:81.7.2 Các loại cảm biến nhiệt độ thường dùng:91.8 Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình:11CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ132.1 Khái niệm:132.2 Nguyên lý làm việc:132.3 Lý thuyết điều khiển mờ:142.3.1 Định nghĩa tập mờ:142.4 Phép suy diễn mờ:162.4.1 Xác định giá trị của mệnh đề hợp thành:162.4.2 Phép suy diễn mờ:182.5 Phép hợp mờ:182.5.1 Xác định giá trị luật hợp thành:182.5.2 Các phép hợp mờ:192.6 Giải mờ:192.6.1 Phương pháp điểm cực đại:202.6.2 Phương pháp điểm trọng tâm:212.6.2.1 Giải mờ bằng phương pháp trọng tâm luật hợp thành SumMin:212.6.2.2 Phương pháp độ cao:222.7 Cấu trúc bộ điều khiển mờ:222.8 Nguyên lý của bộ điều khiển mờ:232.9 Các bước điều khiển mờ:24CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ ĐIỆN TRỞ253.1 Sơ đồ khối hệ thống lò điện trở:253.1.1 Bộ điều áp:253.2 Hàm truyền bộ điều áp và lò điện trở:263.2.1 Hàm truyền bộ điều áp:263.2.2 Hàm truyền lò điện trở:273.3 Thiết kế hệ thống logic mờ điều khiển nhiệt độ lò điện trở:27CHƯƠNG 4:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN334.1 Kết luận:334.2 Hướng Phát triển:33TÀI LIỆU THAM KHẢO34

ĐẠI HỌC DUY TÂN

LÊ MINH NGUYỆN-2321174176

ỨNG DỤNG LOGIC MỜ

ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ DIỆN TRỞ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG

Người hướng dẫn ThS.VÕ TUẤN

ĐÀ NẴNG, 2021

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các số liệu, kết quảnêu trong khóa luận là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và được trích dẫn đầy đủtheo đúng quy định.

Sinh viên thực hiện

Lê Minh Nguyện

mỗi sinh viên Đồ án tốt nghiệp là tiền đề để trang bị cho chúng em những kỹ năngnghiên cứu, những kiến thức quý báu cho quá trình lập nghiệp sau này.

Trước hết em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Điện – Điện Tử củatrường Đại Học Duy Tân, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Điện tự động đã tậntình chỉ dạy và trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết trong suốt thời gianngồi trên giảng đường, làm nền tảng cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này đãtruyền đạt những kiến thức về chuyên môn và giúp chúng em định hướng theo sựhiểu biết và khả năng của mình để em thực hiện tốt đề tài “Ứng dụng logic mờ điềukhiển nhiệt độ lò điện trở”

Xin trân trọng cảm ơn thầy Võ Tuấn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, định hướng

tư duy và cách làm việc khoa học có hiệu quả cho chúng em Đây là những lời góp

ý hết sức quý báu không chỉ trong suốt quá trình thực hiện làm đồ án tốt nghiệp, màcòn là hành trang để chúng em tiếp bước trong quá trình học tập và làm việc sắp tới.Sau cùng là gửi lời cảm ơn tới các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình thựchiện làm đồ án này

P : Công suất dây điện trở

W : Công suất bề mặt riêng của dây điện trở thực

U : Điện áp giữa hai đầu dây điện trở

ρ : Điện trở suất của vật liệu chế tạo dây điện trở

L : Chiều dài của dây điện trở

S : Diện tích của tiết diện cắt ngang của dây điện trở

Q : Nhiệt lượng toả ra của dây điện trở

I : Dòng điện đi qua dây điện

R : Điện trở của dây điện trở

T : Thời gian dòng điện chạy qua dây điện trở

G : Khối lượng của chi tiết có độ dài

t1 : Nhiệt độ yêu cầu

t2 : Nhiệt độ môi trường

C : Nhiệt dung trung bình của chi tiết cần nung

a : Tốc độ toả nhiệt của chi tiết có độ dài

η : Hiệu suất của lò (η = 0,7 ÷ 0,75)

φ : Hệ số công suất của lò

U : Điện áp cấp cho lò điện trở

D : Đường kính dây điện trở

: Hệ số K,T của mạch điều áp

p : Là số xung đập mạch của mạch điều áp

f : Là tần số của điện áp lưới

W(s) : Là hàm truyền lò điện trở

W1(s) : Là hàm truyền mạch điều áp

K, T, : Các tham số của hàm truyền lò điện trở

k : Khâu tỉ lệ của cảm biến

E : Sai lệch đầu vào bộ điều khiển mờ

DE : Tích phân sai lệch đầu vào bộ điều khiển mờ

U : Điện áp đầu ra bộ điều khiển mờ

0,DI,DV,DN,DRN :Biến ngôn ngữ của bộ điều khiển mờ

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.1 Bảng luật điều khiển 29

dùng triac

11

1.7 Sơ đồ khống chế ổn định nhiệt độ lò điện trở bằng bộ điều áp xoay

chiều ba pha dùng Thyristor 11

2.3 Các giá trị mờ của biến vào 152.4 Các giá trị mờ của biến ra 152.5 Giải mờ bằng phương pháp cực đại 192.6 Giải mờ bằng điểm trọng tâm 202.6a Giải mờ bằng điểm trọng tâm 202.7 Tập mờ có hàm thuộc hình thang 212.8 Một số bộ điều khiển mờ 222.9 Hệ kín phản hồi âm với sự tham gia của bộ điều khiển mờ 233.1 Sơ đồ khối của hệ thống 25

3.3 Đồ thị dạng sóng trước và sau khi điều khiển 263.4 Sơ đồ điều khiển mờ lò điện trở 273.5 Giải mờ bằng phương pháp trọng tâm 29

3.8 Mờ hóa điện áp điều khiển 313.9 Mô phỏng bộ điều khiển mờ cho lò điện trở 31

3.11 Hàm truyền bộ điều áp 32

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, đặc biệt đối với nước tađang trong thời kỳ công nghiệp hóa - hiện đại hóa Có thể nói khoa học kỹ thuậthiện đại đang và sẽ gây ảnh hưởng mạnh mẽ trên toàn thế giới Một trong nhữngngành kỹ thuật hiện đại đó là điều khiển mờ Điều khiển mờ hiện đang có vai tròquan trọng trong các hệ thống điều khiển hiện đại, vì nó đảm bảo tính khả thi của hệthống rất cao, đồng thời lại thực hiện tốt các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ như độ tácđộng nhanh Chính vì điều đó nên em đã chọn kỹ thuật này nhằm duy trì ổn địnhnhiệt độ cho lò điện trở phục vụ cho các ngành công nghiệp luyện kim hay một sốngành khác như nông nghiệp, lâm nghiệp

2 Mục đích nghiên cứu:

+ Điều khiển nhiệt độ lò điện trở ổn định

+ Tìm hiểu thêm về điều khiển mờ để có thể ứng dụng lên các hệ thống khác:

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

+ Đối tượng : Lò điện trở, phương pháp Logic mờ

+ Phạm vi: Tập trung vào việc nghiên cứu ứng dụng logic mờ điều khiển nhiệt độ lòđiện trở

4 Phương pháp nghiên cứu:

+ Đề tài sử dụng phương pháp logic mờ và sử dụng hàm truyền hệ lò nhiệt đã cósẵn thông qua các tài liệu tham khảo

+ Sử dụng phần mềm Matlab Simulink để tạo khối điều khiển mờ và mô phỏng hệ

lò điện trở

5 Ý nghĩa và tính thực tiễn của đề tài:

+ Ý nghĩa: Điều khiển, ổn định nhiệt độ lò điện trở khá tốt, đảm tính khả thi của hệthống

+ Tính thực tiễn: Logic mờ có thể ứng dụng được lên nhiều hệ thống khác nhau nếukết hợp thêm các bộ điều khiển khác như ( Mờ+PID hay Mờ noron) thì hệ thống sẽcàng ổn định

Trong đồ án này em chọn nghiên cứu đề tài là: “Ứng dụng logic mờ điều khiển

nhiệt độ lò điện trở ” Đồ án nghiên cứu các nội dung chính:

Chương 1: TỔNG QUAN LÒ ĐIỆN TRỞ

Chương 2: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ

Chương 3: ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ ĐIỆN TRỞ.Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Tuy nhiên do khả năng và trình độ có hạn nên còn nhiều thiếu sót, rất mong được

sự chỉ bảo của các thầy cô cũng như sự góp ý của bạn bè để bản đồ án này đượchoàn thiện hơn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô khoa Điện – Điện tửtrường Đại Học Duy Tân, đặc biệt là thầy Võ Tuấn là giảng viên trực tiếp hướngdẫn đã rất nhiệt tình chỉ bảo để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ

1.1 Khái niệm:

Lò điện trở là thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua dây đốt (dây điện trở) Từ dây đốt, qua bức xạ, đối lưu và truyền dẫn nhiệt, nhiệt năng được truyền tới vật cần gia nhiệt Lò điện trở thường được dùng để nung, nhiệt luyện, nấuchảy kim loại màu và hợp kim màu

1.2 Phân loại:

1.2.1 Phân Phân loại theo phương pháp toả nhiệt:

+ Lò điện trở tác dụng trực tiếp: lò điện trở tác dụng trực tiếp là lò điện trở mà vật

nung được nung nóng trực tiếp bằng dòng điện chạy qua nó Đặc điểm của lò này làtốc độ nung nhanh, cấu trúc lò đơn giản Để đảm bảo nung đều thì vật nung có tiếtdiện như nhau theo suốt chiều dài của vật

+ Lò điện trở tác dụng gián tiếp: Là lò điện trở mà nhiệt năng toả ra ở dây điện trở

(dây đốt), rồi dây đốt sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lưu hoặc dẫnnhiệt

1.2.2 Phân loại theo nhiệt độ làm việc:

+Lò nhiệt độ thấp: nhiệt độ làm việc của lò dưới 6500

+Lò nhiệt trung bình: nhiệt độ làm việc của lò từ 6500đến 12000

+Lò nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc của lò trên 12000

1.2.3 Phân loại theo nơi dùng:

+ Lò dùng trong công nghiệp.

+Lò dùng trong phòng thí nghiệm.

+Lò dùng trong gia đình.

1.2.4 Phân loại theo đặc tính làm việc:

+Lò làm việc liên tục

+Lò làm việc gián đoạn

Lò làm việc liên tục được cấp điện liên tục và nhiệt độ giữ ổn định ở một giá trịnào sau quá trình khởi động (hình 1.1a)

Khi khống chế nhiệt độ bằng cách đóng cắt nguồn thì nhiệt độ sẽ giao động quanhgiá trị nhiệt độ ổn định Định (hình 1.1b)

Lò làm việc gián đoạn thì đồ thị nhiệt độ và công suất như hình 1.2

Hình 1.1 đồ thị nhiệt độ và công Hình 1.2 đồ thị nhiệt độ và suất lò làm việc liên tục công suất lò làm việc giánđoạn

1.2.5 Phân theo loại theo kết cấu lò:

Có lò buồng, lò giếng, lò chụp, lò bể

1.2.6 Phân loại theo mục đích sử dụng:

Có lò vôi , lò ram, lò nung…

1.3 Yêu cầu đối với dây đốt:

Trong lò điện trở, dây đốt là phần tử chính biến đổi điện năng thành nhiệt năngthông qua hiệu ứng Joule Dây đốt cần phải làm từ các vật liệu thoả mãn các yêucầu sau:

+ Chịu được nhiệt độ cao

1.4 Vật liệu làm dây điện trở:

1.4.1 Dây điện trở bằng hợp kim:

+ Hợp kim Crôm – Niken (Nicrôm) Hợp kim này có độ bền cơ học cao vì có lớpmàng Oxit Crôm (Cr2O3) bảo vệ, dẻo, dễ gia công, điện trở suất lớn, hệ số nhiệtđiện trở bé, sử dụng với lò có nhiệt độ làm việc dưới 12000

+ Hợp kim Crôm – Nhôm (Fexran), có các đặc điểm như hợp kim Nicrôm nhưng cónhược điểm là giòn, khó gia công, độ bền cơ học kém trong môi trường nhiệt độcao[1]

1.4.2 Dây điện trở bằng kim loại:

Thường dùng những kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao: Molipden (Mo), Tantan(Ta) và Wonfram (W) dùng cho các lò điện trở chân không hoặc lò điện trở có khíbảo vệ.

1.4.3 Điện trở nung nóng bằng vật liệu kim loại:

+ Vật liệu Cacbuarun (SiC) chịu được nhiệt độ cao tới 14500 C, thường dùng cho lòđiện trở có nhiệt độ cao, dùng để tôi dụng cụ cắt gọt

+ Cripton là hỗn hợp của graphic, cacbuarun và đất sét, chúng được chế tạo dướidạng hạt có đường kính 2-3mm, thường dùng cho lò điện trở trong phòng thínghiệm yêu cầu nhiệt độ lên đến 18000

Hình 1.3: Đặc tính kỹ thuật của thanh nung cacbuarun (Nga chế tạo)

Hình 1.4: Đặc tính kỹ thuật vật liệu chế tạo dây điện trở kim loại và hợp kim

1.5 Tính toán kích thước dây điện trở:

Trong mục này chỉ trình bày việc tính chọn dây điện trở là kim loại và hợpkim Dây điện trở làm từ kim loại và hợp kim được chế tạo với hai tiết diện:tiết diện tròn và tiết diện chữ nhật

+ Đối với tiết diện tròn cần tính hai thông số: đường kính dây d và chiềudài dây điện trở L

+ Đối với dây điện trở tiết diện chữ nhật cần xác định các cạnh a, b

(b/a = m = 5:10) và chiều dài dây đốt L

Trong thực tế có hai loại lò: Một pha và ba pha Nếu công suất của lò lớnhơn 5kW phải làm lò ba pha, tránh hiện tượng lệch phụ tải cho lưới điện.Nhưng khi tính toán chỉ cấn tính cho một pha, vị trí số điện trở của dây dẫn của

ba pha phải như nhau.

Việc tính toán kích thước dây điện trở được dựa trên hai biểu thức sau:+ Biểu thức phản ánh quá trình biến đổi điện năng thành nhiệt năng:

P = W*F*10-3 [kW] (1.1)

+ Biểu thức phản ánh các thông số điện:

Trong đó:

P – công suất của dây điện trở (kW)

W – công suất bề mặt riêng của dây điện trở thực (W/cm2)

F – diện tích xung quanh của dây điện trở (cm2)

U – điện áp giữa hai đầu dây điện trở( V)

R – điện trở của dây đốt(Ω)

ρ – điện trở suất của vật liệu chế tạo dây điện trở( Ωmm2/m)

L – chiều dài của dây điện trở( m)

S – diện tích của tiết diện cắt ngang của dây điện trở, mm2

+ Biểu thức (1.1) có thể viết dưới dạng sau:

P = W*C*L*10-2 [kW](1.3)

Trong đó: C – chu vi của dây điện trở (mm)

Từ (1.3) rút ra được:

Từ biểu thức (1.2) rút ra:

Cân bằng hai biểu thức (1.4) và (1.5) ta có:

1.5.1 Đối với dây điện trở có tiết diện tròn:

Thay vào (1.6) ta có :

1.5.2 Đối với dây đốt có tiết diện hình chữ nhật (m=:

C = (a + b)*2 = 2a(m +1)

S = a*b = m*a2

Thay vào biểu thức (2.6) và tìm a, ta có:

1.6 Các loại lò điện trở thông dụng:

Theo chế độ nung, lò điện trở phân thành hai nhóm chính:

1.6.1 Lò nung theo chu kỳ:

Bao gồm:

+ Lò buồng thường dùng để nhiệt luyện kim Lò buồng được chế tạo với cấpcông suất từ 25kW đến 75kW Lò buồng dùng để tôi dụng cụ có nhiệt độ làmviệc tới 13500C, dùng dây điện trở bằng các thanh nung cacbuarun

+ Lò giếng thường dùng để tôi kim loại và nhiệt luyện kim loại Buồng lò códạng hình trụ tròn được chôn sâu trong lòng đất có nắp đậy Lò giếng được chếtạo với cấp công suất từ 30 ÷ 75kW

+ Lò đẩy có buồng kích thước chữ nhật dài Các chi tiết cần nung được đặt lêngiá và tôi theo từng mẻ Giá đỡ chi tiết được đưa vào buồng lò theo đường raybằng một bộ đẩy dùng kích thuỷ lực hoặc kích khí nén

1.6.2 Lò nung nóng liên tục:

+ Lò băng tải: Buồng lò có tiết diện chữ nhật dài, có băng tải chuyển động liêntục trong buồng lò Chi tiết cần gia nhiệt được sắp xếp trên băng tải Lò buồngthường dùng để sấy chai, lọ trong công nghiệp chế biến thực phẩm

+ Lò quay: Thường dùng để nhiệt luyện các chi tiết có kích thước nhỏ (bi conlăn, vòng bi), các chi tiết cần gia nhiệt được bỏ trong thùng, trong quá trìnhnung nóng, thùng quay liên tục nhờ một hệ thống truyền động điện

1.7Khống chế và ổn định nhiệt độ lò điện trở:

1.7.1 Đặt vấn đề:

+ Theo đinh luật Joule – Lence:

Trong đó:

Q- nhiệt lượng toả ra của dây điện trở (cal)

I- dòng điện đi qua dây điện trở ( A)

R- điện trở của dây điện trở ( Ω)

t- thời gian dòng điện chạy qua dây điện trở (s)

+ Thời gian nung chi tiết đến nhiệt độ yêu cầu:

Trong đó:

G- khối lượng của chi tiết có độ dài 100mm(kg)

t1- nhiệt độ yêu cầu()

t2- nhiệt độ môi trường()

C- nhiệt dung trung bình của chi tiết cần nung;

a- tốc độ toả nhiệt của chi tiết có độ dài 100mm( kcal/s)

+ Công suất điện cần cung cấp cho chi tiết có độ dài là 1mm:

+ Công suất tiêu thụ của lò điện trở:

Trong đó: η - hiệu suất của lò (η = 0,7

+ Đóng cắt nguồn cấp cho dây điện trở theo chu kỳ

+ Bộ điều áp xoay chiều để thay đổi trị số điện áp cấp vào điện trở

1.7.2 Các loại cảm biến nhiệt độ thường dùng:

Sơ đồ khối chức năng của hệ thống điều chỉnh và ổn định nhiệt độ đượctrình bày trên hình 1.5 Trong sơ đồ khối chức năng gồm có các khâu chính :

Hình 1.5: Sơ đồ khối chức năng của hệ thống điều chỉnh và ổn định nhiệt độ + Lò điện trở 3 là đối tượng điều chỉnh với tham số điều khiển là nhiệt độ của lò.+Bộ điều chỉnh và ổn định n hệ thống điều nhiệt độ 2

+ Bộ tổng hợp tín hiệu điều khiển 1

+ Cảm biến nhiệt độ 4, có chức năng gia công ra một tín hiệu điện tỉ lệ với nhiệt độcủa lò

Để nâng cao độ chính xác khi khống chế và ổn định nhiệt độ của lò điện trở,

hệ thống điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở là hệ thống kín (có mạch vòng phảnhồi).

Việc điều chỉnh và ổn đinh nhiệt độ của lò được thực hiện thông qua việcthay đổi các thông số nguồn cấp cho lò Như vậy tín hiệu phản hồi tỉ lệ với nhiệt độcủa lò trong hệ thống khống chế và ổn định nhiệt độ lò điện trở

Hiện nay thường dùng các loại cảm biến nhiệt độ sau:

+ Nhiệt kế thuỷ ngân: Chiều cao của cột nước thuỷ ngân tỉ lệ thuận với nhiệt

độ của lò Cấu tạo của nó gồm có:

• Điện cực tĩnh (có thể dịch chuyển được nhờ nam châm vĩnh cửu);

• Nước thuỷ ngân đóng vai trò như một cực động

Như vậy, điện cực 1 và 2 tạo thành một cặp tiếp điểm Khi nhiệt độ trong lònhỏ hơn trị số nhiệt độ đặt, tiếp điểm 1-2 còn hở, còn khi nhiệt độ của lò bằng hoặclớn hơn nhiệt độ đặt, tiếp điểm 1-2 kín Việc thay đổi trị số nhiệt độ đặt thực hiệnbằng cách dịch chuyển điện cực tĩnh 1 bằng nam châm vĩnh cữu

* Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, cùng một lúc thực hiện ba chức năng: cảm biến,khâu chấp hành và chỉ thị nhiệt độ

* Nhược điểm: Chỉ dùng được đối với lò điện nhiệt độ thấp (t0 ≤ 6500C), độnhạy không cao do quán tính nhiệt của nước thuỷ ngân lớn

+ Nhiệt điện trở (RN) Trị số điện trở của nhiệt điện trở thay đổi theo nhiệt

độ theo biểu thức sau:

Trong đó:

– Trị số điện trở của nhiệt điện trở (Ω)

– Trị số điện trở của nhiệt điện trở trong điều kiện tiêu chuẩn (Ω)

– hệ số nhiệt điện trở (Ω/

Với công nghệ chế tạo vật liệu bán dẫn, người ta có thể chế tạo được nhiệt

diện trở với >0 và < 0

* Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, dễ gá lắp trong lò

* Nhược điểm: Chỉ dùng được đối với lò nhiệt độ thấp dưới 6500 và trị số điện trởcủa nó chỉ tỉ lệ tuyến tính với nhiệt độ trong một dãi nhất định

+ Cặp nhiệt ngẫu (CNN) có tên gọi thường dùng là can nhiệt

Khi đưa can nhiệt vào lò, nó sẽ xuất hiện một sức nhiệt điện e, trị số của e tỉ lệtuyến tính với nhiệt độ của lò

* Ưu điểm: Trị số sức nhiệt điện e tỉ lệ tuyến tính với nhiệt độ trong một dải rộng,được dùng trong tất cả các loại lò nhiệt độ làm việc tới 1350

* Nhược điểm: Trị số sức nhiệt điện rất bé nên cần phải có một khâu khuếch đạichất lượng cao.

1.8 Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình:

Có khá nhiều sơ đồ khống chế nhiệt độ cho lò điện trở nhưng điển hình nhất làhai sơ đồ :

+ Sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở bằng bộ điều áp xoay chiều dùng triac.+ Sơ đồ khống chế ổn định nhiệt độ lò điện trở bằng bộ điều áp xoay chiều ba phadùng Thyristor

Hình 1.6: Sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở bằng bộ điều áp xoay chiều dùng

triac

Hình 1.7: Sơ đồ khống chế ổn định nhiệt độ lò điện trở bằng bộ điều áp xoay chiều

ba pha dùng Thyristor

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ

2.1 Khái niệm:

Khái niệm logic mờ được tiến sĩ Zadeh đưa ra lần đầu tiên năm 1965 trong 1 bàibáo khoa học Từ đó tới nay lý thuyết mờ được nghiên cứu và ứng dụng một cáchnhanh chóng và rộng rãi Năm 1975 Mamdani đã ứng dụng logic mờ để điều khiểnmột máy hơi nước mà ông không thể điều khiển được bằng các phương pháp cổđiển

Năm 1970 tại trường Mary Queen, London – Anh, Ebrahim Mamdani đã dùng logic mờ để điều khiển một máy hơi nước mà ông không thể điều khiển bằng kỹ thuật cổ điển Tại Đức Hann Zimmermann đã dùng logic mờ cho các

hệ ra quyết định Tại Nhật logic mờ được ứng dụng vào các nhà máy xử lý nước Fuji Electronic vào năm 1983, hệ thống xe điện ngầm của Hitachi vào 1987.[2]

Bộ điều khiển mờ thường được sử dụng trong các hệ thống như:

• Hệ thống điều khiển phi tuyến

• Hệ thống mà điều khiển thông tin đầu vào hoặc đầu ra không đầy đủ,chính xác

• Hệ thống điều khiển không xác định được tham số hoặc mô hình đốitượng rõ ràng

Điều khiển mờ có rất nhiều ưu điểm như:

• Khối lượng công việc thiết kế được giảm đi nhiều do không cần sử dụng

mô hình đối tượng, với các bài toán thiết kế có độ phức tạp cao, giảipháp dùng bộ điều khiển mờ cho phép giảm khối lượng tính toán vàgiá thành sản phẩm

• Bộ điều khiển mờ dễ hiểu hơn so với bộ điều khiển khác và dễ dàng thay đổi

• Trong nhiều trường hợp bộ điều khiển mờ làm việc ổn định hơn và chất lượngđiều khiển cao hơn

• Có thể kết hợp bộ điều khiển mờ với các bộ điều khiển khác

2.2 Nguyên lý làm việc:

Trong rất nhiều các bài toán điều khiển, khi mà đối tượng không thể mô tả bởimột mô hình toán học hoặc có thể mô tả được song mô hình của nó lại quá phứctạp, cồng kềnh, không ứng dụng được thì điều khiển mờ chiếm ưu thế rõ rệt Ngay

cả ở những bài toán đã điều khiển thành công theo nguyên tắc kinh điển thì việc ápdụng điều khiển mờ cũng sẽ vẫn mang lại cho hệ thống sự cải tiến về tính đơn giản,gọn nhẹ

Lý do chính dẫn tới suy nghĩ áp dụng logic mờ để điều khiển nằm ở chỗ trongrất trường hợp, con người chỉ cần dựa vào kinh nghiệm (hoặc ý kiến chuyên gia)