Giải bài tập điều khiển quá trình hoàng minh sơn

cơ sở điều điều khiển quá trình bách khoa hoàng minh sơn giải bài tập điều khiển quá trình đại học bách khoa hà nội thầy cao thành trung ....tài liệu hay bài tập giải đầy đủ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VI ỆN ĐIỆN

ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

Sinh viên th ực hiện: Phạm Quốc Huy

Mã s ố sinh viên: 20181534

Khóa: 63

Mã l ớp học: 124689

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Câu 1.1:

- Điều khiển quá trình là ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động trong điều khiển, vận hành và giám sát các quá trình công nghệ, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và an toàn cho con người, máy móc và môi trường

- Một số lĩnh vực ứng dụng của điều khiển quá trình là: trong quá trình lọc

dầu, sản xuất giấy, hóa chất, điều khiển dây chuyền sản xuất bia, điều khiển dây chuyền lọc nước ngọt, ứng dụng trong dây chuyền xử lý nước thải, dây chuyền sản xuất sữa,…

- Phân biệt điều khiển quá trình với các lĩnh vực điều khiển khác:

Đặc điểm Điều khiển quá trình Các lĩnh vực điều khiển khác như điều

khiển máy , điều khiển chuyển động,…

Ứng dụng Trong các ngành

công nghiệp chế biến, khai thác và năng lượng

Trong nhiều lĩnh vực như sản xuất,

lắp ráp sản phẩm, … Quy mô Vừa và lớn Nhỏ, vừa và lớn

-Mô hình khó xác định

-Khả năng điều khiển hạn chế

-Khó thay đổi thiết

kế công nghệ

-Diễn biến có thể nhanh

-Có thể thay đổi thiết kể công nghệ -Mô hình có thể dễ xác định

Câu 1.2: Các đặc thù của lĩnh vực điều khiển quá trình:

- Đối tượng điều khiển: Điều khiển các quá trình sản xuất, công nghệ của các nhà máy chế biến, khai thác, năng lượng,

- Yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu về công nghệ:

+ Độ tin cậy và tính sẵn sàng phải rất cao

+ Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru: Giữ cho hệ thống hoạt động

ổn định tại điểm làm việc cũng như chuyển chế độ một cách trơn tru, đảm

bảo các điều kiện theo yêu cầu của chế độ vận hành, kéo dài tuổi thọ máy móc,

vận động thuận tiện

+ Đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm: Đảm bảo lưu lượng sản phẩm theo kế hoạch sản xuất và duy trì các thông số liên quan đến chất lượng sản phẩm trong phạm vi yêu cầu

+ Đảm bảo vận hành hệ thống an toàn: Giảm thiểu các nguy cơ xảy ra sự cố cũng như bảo vệ cho con người, máy móc, thiết bị và môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố

+ Bảo vê môi trường: Giảm ô nhiễm môi trường thông qua giảm nồng độ khí

thải độc hại, giảm lườn nước sử dụng và nước thải, hạn chế bụi và giảm khói, giảm tiêu thụ nhiên liệu và nguyên liệu

Câu 1.3: Phân loại các loại biến quá trình:

Tên biến quá trình Khái niệm Ví dụ

Biến vào Là một đại lượng hoặc

một điều kiện phản ánh tác động từ bên ngoài vào quá trình

Lưu lượng dòng nguyên

liệu, nhiệt độ hơi nước

cấp nhiệt, trạng thái đóng/mở của rơ-le sợi đốt,

Biến ra Là một đại lượng hoặc

một điều kiện thể hiện tác động của quá trình ra bên ngoài

Nồng độ hoặc lưu lượng

sản phẩm ra, nồng độ khí thải ở mức bình thường hay quá cao,…

Biến trạng thái Mang thông tin về trạng

thái bên trong quá trình

Nhiệt độ lò, áp suất hơi,

mức chất lỏng, tốc độ

hoặc cũng có thể là dẫn

suất từ các đại lượng đặc trưng khác

biến thiên nhiệt độ, áp

Biến được điều khiển Là một biến ra hoặc một

biến trạng thái của quá trình được điều khiển, điều chỉnh sao cho gần

với một giá trị mong

muốn hay giá trị đặt hoặc bám theo một biến chủ đạo

Nhiệt độ, áp suất, mức, lương lượng, nồng độ,…

Nhiễu Là những biến quá trình

không can thiệp được một cách trực tiếp hoặc gián tiếp trong phạm vi quá trình đang quan tâm

Trọng lượng hàng cần nâng, lưu lượng chất lỏng

ra, thành phần nhiên

liệu,

Câu 1.4: Phân biệt bài toán điều chỉnh và bài toán điều khiển bám:

Bài toán điều chỉnh Thiết lập hoặc duy trì đầu

ra tại một giá trị đặt cho trước trong khi có tác động của nhiễu

Bài toán điều chỉnh nhiệt

độ, lưu lượng, áp suất,

mức và nồng độ,…

Bài toán điều khiển bám Đầu ra bám theo một tín

hiệu chủ đạo liên tục thay đổi

Bài toán khởi động/dừng

hệ thống, thay đổi chế độ

vận hành hoặc điều khiển quá trình theo mẻ

Câu 1.5: Mục đích của một hệ thống điều khiển quá trình:

- Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru: Giữ cho hệ thống hoạt động

ổn định tại điểm làm việc cũng như chuyển chế độ một cách trơn tru, đảm

bảo các điều kiện theo yêu cầu của chế độ vận hành, kéo dài tuổi thọ máy móc, vận động thuận tiện

- Đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm: Đảm bảo lưu lượng sản phẩm theo kế hoạch sản xuất và duy trì các thông số liên quan đến chất lượng sản phẩm trong phạm vi yêu cầu

- Đảm bảo vận hành hệ thống an toàn: Giảm thiểu các nguy cơ xảy ra sự cố cũng như bảo vệ cho con người, máy móc, thiết bị và môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố

- Bảo vê môi trường: Giảm ô nhiễm môi trường thông qua giảm nồng độ khí thải độc hại, giảm lườn nước sử dụng và nước thải, hạn chế bụi và giảm khói, giảm tiêu thụ nhiên liệu và nguyên liệu

- Nâng cao hiệu quả kinh tế: Đảm bảo năng suất và chất luwowjjng theo yêu

cầu trong khi giảm chi phí nhân công, nguyên liệu và nhiên liệu, thích ứng nhanh với yêu cầu thay đổi của thị trường

* Ta xét một ví dụ cụ thể : Thiết bị khuấy trộn

- Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru: Thể hiện ở việc duy trì mức trong thiết bị khuấy trộn cũng như thành phần sản phẩm ở các giá trị cố định hoặc ít nhất là nằm trong một khoảng giới hạn cho phép

- Năng suất và chất lượng sản phẩm: Trong ví dụ này thì chất lượng sản phẩm đòi hỏi thành phần ra không những ổn định mà còn phải đảm bảo đúng theo

một giá trị đặt trước, hoặc ít ra là với một sai lệch nằm trong phạm vi cho phép Như vậy sai lêch điều khiển, hay nói đúng hơn, diễn biến của sai lệch điều khiển theo thời gian là một trong những chỉ tiêu dánh giá chất lượng quan trọng

- Vận hành an toàn: Ở ví dụ này dù cho hệ thống động cơ khuấy trộn có thể đạt tốc độ rất cao thì yêu cầu an toàn của hệ thống cũng không cho phép đặt một tốc độ cao tùy ý Vì thế việc khống chế tốc độ động cơ là điều cần thiết Cũng như vậy yêu cầu về mức trong bình trộn cũng không được quá cao hoặc quá thấp

- Bảo vệ môi trường: giảm lượng nước sử dụng và nước thải thông qua việc cân chỉnh nguyên liệu sao cho phù hợp

Câu 1.6: Các chức năng của điều khiển quá trình:

- Giữ cho hệ thống hoạt động ổn định tại điểm làm việc cũng như chuyển chế

độ một cách trơn tru, đảm bảo các điều kiện theo yêu cầu của chế độ vận hành, kéo dài tuổi thọ máy móc, vận động thuận tiện => Nhằm mục đích: Đảm bảo vận hành hệ thống ổn định, trơn tru

- Đảm bảo lưu lượng sản phẩm theo kế hoạch sản xuất và duy trì các thông số liên quan đến chất lượng sản phẩm trong phạm vi yêu cầu => Nhằm mục đích: Đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm

- Giảm thiểu các nguy cơ xảy ra sự cố cũng như bảo vệ cho con người, máy móc, thiết bị và môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố => Nhằm mục đích: Đảm bảo vận hành hệ thống an toàn

- Giảm ô nhiễm môi trường thông qua giảm nồng độ khí thải độc hại, giảm lườn nước sử dụng và nước thải, hạn chế bụi và giảm khói, giảm tiêu thụ nhiên liệu và nguyên liệu => Nhằm mục đích: Bảo vê môi trường

- Đảm bảo năng suất và chất lượng theo yêu cầu trong khi giảm chi phí nhân công, nguyên liệu và nhiên liệu, thích ứng nhanh với yêu cầu thay đổi của

thị trường => Nhằm mục đích: Nâng cao hiệu quả kinh tế

Câu 1.7: Các thành phần cơ bản của một hệ thống điều khiển quá trình là : Thiết bị

đo, thiết bị chấp hành và bộ điều khiển Chức năng của mỗi thành phần hệ thống và quan hệ của chúng được thể hiện một cách trực quan với sơ đồ khối dưới đây:

- Thiết bị đo: Chức năng của một thiết bị đo là cung cấp một tín hiệu ra tỷ lệ theo một nghĩa nào đó theo đại lượng đo Một thiết bị đo gồm 2 thành phần

cơ bản là cảm biến và chuyển đổi đo Một cảm biến thực hiện chức năng tự động cảm nhận đại lượng quan tâm của quá trình kỹ thuật và biến đổi thành

1 tín hiệu Bộ chuyển đổi đo có chức năng khuếch đại, điều hòa và chuyển đổi tín hiệu đo sang 1 dạng thích hợp ( vd: 1-10V, 0-20mA, ) để tín hiệu có thể chuyền đi xa và sử dụng được trong thiết bị điều khiển

- Bộ điều khiển: Trên cơ sở nhận được tín hiệu đo từ thiết bị đo và sách lược điều khiển đã được lựa chọn, bộ điều khiển thực hiện thuật toán điều khiển

và đưa ra các tín hiệu điều khiển để can thiệp lại quá trình kỹ thuật thông qua các thiết bị chấp hành Tùy theo dạng tính hiệu vào ra và phương pháp thể hiện luật điều khiển, một thiết bị điều khiển có thể được xếp loại là thiết

bị điều khiển tương tự, thiết bị điều khiển logic, thiết bị điều khiển số

- Thiết bị chấp hành: Nhận tín hiệu ra từ bộ điều khiển và thực hiện tác động can thiệp tới biến điều khiển Các thiết bị chấp hành tiêu biểu trong công nghiệp là van điều khiển, động cơ, máy bơm và quạt gió Một thiết bị chấp hành công nghiệp bao gồm 2 thành phần cơ bản là cơ cấu chấp hành ( cơ cấu

dẫn động ) và phần tử điều khiển Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ chuyển tín

hiệu điều khiển thành năng lượng ( cơ hoặc nhiệt ), trong khi phần tử tác động can thiệp trực tiếp vào biến điều khiển

Câu 1.8:

Đo và truyền mức, thiết bị phần cứng đơn lẻ ở cấp

Bộ điều khiển và hiển thị mức

Điều khiển và lưu lại lưu lượng ở cấp hiện trường, mạch vòng 102, thiết bị phần cứng đơn lẻ

Bộ điều chỉnh tỷ lệ lưu lượng ở mạch vòng 102, thiết

bị phần cứng đơn lẻ, ở phòng điều khiển trung tâm

Bộ điều chỉnh áp suất, mạch vòng 102, thiết bị phần

cứng đơn lẻ, phòng điều khiển trung tâm

Bộ điều chỉnh nhiệt độ, mạch vòng 102, thiết bị phần

cứng chia sẻ, ở vị trí mở rộng

Bộ điều chỉnh nồng độ, mạch vòng 102, thiết bị phần

cứng chia sẻ, ở phòng điều khiển trung tâm

Bộ điều khiển tỷ lệ, mạch vòng 102, phòng điều khiển trung tâm

Bộ điều chỉnh số lượng, mạch vòng 102, thiết bị phần

cứng đơn lẻ, phòng điều khiển trung tâm Logic khả trình

Điều khiển logic khả trình mạch vòng 102 Ghi chép giá trị lưu lượng và áp suất thiết bị 2 đầu vào

Cảnh báo vượt ngưỡng dưới và ngưỡng trên của nhiệt

độ Điều khiển giá trị nồng độ ở mạch vòng 102 (thông qua phần mềm máy tính) với giá trị lấy từ máy tính

• Điều khiển và hiển thị nhiệt độ với đầu vào RTD (mV), đầu ra 4-20mA đưa

tới van khí nén qua bộ chuyển đổ I/P

• Cảnh giới quá nhiệt với cảm biến chuyển mạch , tín hiệu ra logic đưa tới thiết bị báo động

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH QUÁ TRÌNH

Câu 2.1: Nêu rõ và phân tích mục đích mô hình trong lĩnh vực điều khiển quá trình

• Mô hình đồ họa với các ngôn ngữ mô hình hóa đồ họa như lưu đồ công nghệ, lưu đồ P&ID,sơ đồ khối, mạng Petri, biểu đồ SFC, biểu đồ logic, máy

trạng thái hũu hạn… Mô hình đồ họa phù hợp cho việc biểu diễn trực quan

một hệ thống về cấu trúc liên kết và tương tác giữa các thành phần

• Mô hình toán học với ngôn ngữ của toán học như phương trình vi phân, phương trình đại số, hàm truyền đạt, phương trình trạng thái Mô hình toán

học thích hợp cho mục đích nghiên cứu sâu sắc các đặc tính của từng thành phần cũng như bản chất của các mối liên kết và tương tác

• Mô hình suy luận là một hình thức biểu diễn thông tin và đặc tính về hệ

thống thực dưới dạng các luật suy diễn, sử dụng các ngôn ngữ bậc cao (gần

với tư duy con người)

• Mô hình máy tính là các chương trình phần mềm mô phỏng đặc tính của hệ thống theo những khía cạnh quan tâm Mô hình máy tính được xây dự với các ngôn ngữ lập trình, trên cơ sở sử dụng các mô hình toán học hoặc mô hình suy luận

Mô hình toán học, mô hình suy luận và mô hình máy tính được xếp vào phạm trù mô hình định lượng, trong khi đó mô hình đồ họa thuộc phạm trù mô hình định tính Mô hình định tính thường quan tâm tới cấu trúc và mối liên quan giữa các thành phần hệ thống về mặt định tính Trong khi đó một mô hình định lượng cho phép thực thi các phép tính để xác định rõ hơn quan hệ về mặt định lượng giữa các đại lượng đặc trưng trong hệ thống cũng như quan hệ tương tác giữa hệ thống với môi trường bên ngoài

Câu 2.2: Nêu các dạng mô tả toán học thông dụng của các quá trình công nghệ

- Phương trình vi phân

- Phương trình đại số

- Hàm truyền đại

- Phương trình trạng thái

Câu 2.3: Nếu các phương pháp xây dựng mô hình toán học và phân tích ưu nhược

điểm của từng phương pháp

* Mô hình hóa bằng phương pháp lý thuyết:

Mô hình hóa bằng lý thuyết hay còn gọi là mô hình hóa vật lý đi từ các định

luật cơ bản của vật lý và hóa học kết hợp với các thông số kỹ thuật của các quá trình công nghệ, kết quả nhận được là các phương trình vi phân (thường hoặc đạo hàm riêng) và phương trình đại số

- Ưu điểm: cho ta hiểu sâu sắc các quan hệ bên trong của quá trình liên quan

trực tiếp tới các hiện tượng vật lý, hóa học hoặc sinh học Nếu tiến hành chi

tiết, cho ta xác định tương đối chính xác cấu trúc của mô hình

- Nhược điểm: cách thức tiến hành phụ thuộc rất nhiều vào quá trình cụ thể

Vì vậy, công việc này đòi hỏi rất nhiều kinh nghiệm, công sức và thời gian Các tham số của mô hình khó có thể xác định chính xác Khó áp dụng cho xác định mô hình nhiễu, đặc biệt là nhiễu không đo được

* Mô hình hóa bằng thực nghiệm:

Mô hình hóa bằng thực nghiệm hay còn gọi là phương pháp hộp đen hay

nhận dạng quá trình, dựa trên thông tin ban đầu về quá trình, quan sát tín hiệu

vào-ra thực nghiệm và phân tích số liệu thu dược để xác định cấu trúc và các tham số

­ Mô hình hóa lý thuyết để xác định cấu trúc mô hình

­ Mô hình hóa thực nghiệm để ước lượng các tham số mô hình

Câu 2.4: Lựa chọn phương pháp xây dựng mô hình phù hợp, nêu mục đích sử

dụng của mô hình

• Giúp hiểu rõ quá trình công nghệ: Mô hình hóa bằng lý thuyết

• Cơ sở cho thiết kế sách lược điều khiển: Mô hình hóa bằng lý thuyết

• Cơ sở cho lựa chọn luật điều chỉnh: Mô hình hóa bằng lý thuyết

• Phục vụ tính toán tham số của bộ điều khiển: Mô hình hóa bằng thực nghiệm

• Mô phỏng quá trình: Mô hình hóa bằng thực nghiệm

• Chỉnh định trực tuyến các tham số của bộ điều khiển: Mô hình hóa bằng

thực nghiệm

Câu 2.5: Cơ sở của phương pháp lý thuyết trong xây dựng mô hình toán học là gì?

Nêu các bước tiến hành

Cơ sở của phương pháp lý thuyết trong xây dựng mô hình toán học là đi từ các định luật cơ bản của vật lý và hóa học kết hợp với các thông số kỹ thuật của các quá trình công nghệ, kết quả nhận được là các phương trình vi phân (thường

hoặc đạo hàm riêng) và phương trình đại số

Các bước tiến hành:

1 Phân tích bài toán mô hình hóa:

Tìm hiểu lưu đồ công nghệ, nêu rõ mục đích sử dụng của mô hình, từ đó xác định mức độ chi tiết và độ chính xác của mô hình cần xây dựng Trên cơ sở mô tả công nghệ và mục đích mô hình hóa, tiến hành phân chia thành các quá trình con, nhận biết và đặt tên các biến quá trình và các tham số quá trình Liệt kê các giả thiết liên quan tới xây dựng mô hình nhằm đơn giản hóa mô hình

2 Xây dựng các phương trình mô hình:

Nhận biết các phần tử cơ bản trong hệ thống, viết các phương trình cân bằng

và phương trình đại số khác dựa trên cơ sở các định luật bảo toàn, định luật nhiệt động học, vận chuyển, cân bằng pha Đơn giản hóa mô hình bằng cách thay thế, rút gọn và đưa về dạng phương trình vi phân chuẩn tắc Tính toán các tham số của

mô hình dựa trên các thông số công nghệ đã được đặc tả

mô hình theo yêu cầu của phương pháp phân tích và thiết kế điều khiển mô hình

tại điểm làm việc nếu cần thiết Thực hiện chuẩn hóa mô hình theo yêu cầu của phương pháp phân tích và thiết kế điều khiển cũng phức tạp Quy trình tiến hành ít khi tuần tự thuần tuý, mà thường phải lặp lại một số bước Tuy nhiên mục đích sử

dụng chính của các mô hình trong phạm vi cũng phức tạp Quy trình tiến hành ít khi tuần tự thuần tuý, mà thường phải lặp lại một số bước Tuy nhiên mục đích sử

dụng chính của các mô hình trong phạm vi

Câu 2.6: Biểu diễn các khâu quán tình bậc nhất có trễ và khâu bậc hai có trễ bằng

Laplace cả hai vế:

( )

( ) 1

Mô hình trạng thái:

1

0 ( ) 1

0 1

0( )

1 2

1

dx

x t u zs

Câu 2.7: Sử dụng công cụ MATLAB để vẽ đáp ứng bậc thang đơn vị, đồ thị đặc tính tần số Bode và đồ thị Nyquist của các khâu sau

• 1

0,5 ( )

0,5 ( )

Đáp ứng bậc thang

•

2s 4

• 5

0,5 ( )

Đáp ứng bậc thang

•

2s 8

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA LÝ THUYẾT

Phương trình vi phân biểu diễn đặc tính động học của quá trình, trong khi các phương trình đại số mô tả quan hệ phụ thuộc khác Công việc xây dựng mô hình lý thuyết bao gồm các bước chính sau đây:

- Phân tích bài toán mô hình hóa : Tìm hiểu lưu đồ công nghệ, nêu rõ mục đích sử dụng mô hình, từ đó xác định mức độ chi tiết và độ chính xác của mô hình cần xây dựng Trên cơ sở mô tả công nghệ và mục đich mô hình hóa, tiến hành phân chia thành các quá trình con, nhận biết và đặt tên các biến quá trình và các tham số quá trình Liệt kê các giả thiết liên quan tới xây dựng mô hình nhằm đơn

giản hóa mô hình

- Xây dựng các phương trình mô hình : Nhận biết các phần tử cơ bản trong hệ

thống, viết các phương trình cân bằng và phương trình đại số khác dựa trên cơ sở các định luật bảo toàn, định luật nhiệt động học, vận chuyển, cân bằng pha,… Đơn

giản hóa mô hình bằng cách thay thế, rút gọn và đưa về dạng phương trình vi phân chuẩn tắc Tính toán các tham số của mô hình dựa trên các thông số công nghệ đã được đặc tả

- Kiểm chứng mô hình : Phân tích các bặc tự do của quá trình dựa trên số lượng của các biến quá trình và số lượng các quan hệ phụ thuộc Đánh giá mô hình

về mức độ phù hợp với yêu cầu dựa trên phân tích các tính chất của mô hình kết

hợp mô phỏng máy tính

- Phát triển mô hình : tùy theo mục đích sử dụng, có thể chuyển đổi mô hình về các dạng thích hợp Tuyến tính hóa mô hình tại điểm làm việc nếu cần thiết Thực hiện chuẩn hóa mô hình theo yêu cầu của phương pháp phân tích và thiết kế điều khiển

Câu 3.2:

a) Phân biệt các biến quá trình và viết phương trình vi phân biểu diễn động học

của hệ thống

- Biến vào: F1, p Trong đó F1 là nhiễu và p là biến điều khiển

- Biến ra: h, đồng thời là biến cần điều khiển

Đây là phương trình vi phân biểu diễn động học của hệ thống

b) Tại điểm làm việc:

Sử dụng biến chênh lệch  = −h h h và p = −p p phép khai triển Taylor

tại điểm làm việc, viết lại biểu thức (3.2.2)

a) Để có được mô hình đơn giản hoá trên đây, ta phải đặt ra các giả thiết:

- Công tiêu hao ra bên ngoài bằng 0

- Nhiệt dung riêng của dòng vào và dòng ra là như nhau C1 = C2 = C

- Áp suất và thành phần của dòng vào và dòng ra không thay đổi quá lớn

c) Phân biệt các tham số mô hình và các biến quá trình:

Các biến quá trình Các tham số mô hình

- Là các đại lượng đặc trưng của quá

trình -Sự thay đổi của chúng phản ánh

thực trạng diễn biến của quá trình

- Chúng không thay đổi trong một quá trình và thiết bị công nghệ hoặc sự thay đổi đó không phản ánh diễn biến của quá trình

- Các biến điều khiển: q

- Các biến cần điều khiển: T

- Các biến nhiễu : T 1

Có thể coi dT dT2

dt = dt => không còn biến T

Như vậy hệ thống có 3 biến quá trình T1,T2 và q; một mối quan hệ độc lập giữa các

biến -> số bậc tự do của hệ là 2 = số biến vào như vậy hệ có tính nhất quán (có khả năng điều khiển được)

Câu 3.4:

Câu 3.5:

Câu 3.6:

a) Làm rõ mục đích điều khiển và phân biệt các biến quá trình

Từ hình vẽ, có thể coi các bình chứa đóng vai trò bình chứa trung gian nhằm giảm tương tác giữa các quá trình kế tiếp nhau.Như vậy mục đích điều khiển là:

- Mức bình 1 và 2 phải giữ cố định ở một mức đảm bảo an toàn (không cạn cũng không tràn)

- F2 lấy ra theo nhu cầu

( )( ) v

( )( ) v

Vậy có thể coi F t3( )=C p v3 3 h1 (3.6.5)

F t4( )=C p v4 4 h2 với

s

g g

Từ các phương trình (3.6.7) và (3.6.8), ta cần tuyến tính hoá các phương trình này

tại điểm cân bằng:

3 3 1

12

v v

C p dh

Như vậy hàm truyền sau khi Laplace hoá hai phương trình (3.6.9) và (3.6.10) sẽ là:

3 1

3 3 1

1 2

 Số bậc tự do = Số biến vào => Mô hình nhất quán

c) Tại điểm làm việc:

2 2

2 2

11

1( ) ( ( ) ( ))

Câu 3.9:

a) Nhận biết quá trình:

Cụ thể :

b) Xây dựng các phương trình mô hình:

- Phương trình bảo toàn năng lượng cho bình 1 :