zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Tự động hoá

Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Chương 4 - Vũ Thu Diệp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Báo xấu

16
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt - Chương 4: Đối tượng điều chỉnh, cung cấp cho người học những kiến thức như Đối tượng điều chỉnh trong công nghiệp; Phân loại đối tượng công nghiệp; Mô hình đối tượng tĩnh (đối tượng có tự cân bằng); Sơ đồ thực nghiệm nhận dạng đối tượng;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt: Chương 4 - Vũ Thu Diệp

Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Đối tượng điều chỉnh trong công nghiệp u : tác động điều chỉnh v: chấn động (nhiễu) y: tín hiệu ra Đối tượng một đầu ra và đối tượng nhiều đầu ra 72
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Đối tượng điều chỉnh trong công nghiệp (tiếp)  Khi thiết kế hệ thống cần:  Biết tính chất động học của đối tượng điều khiển ứng với mỗi kênh tín hiệu vào, chọn ra những tác động điều khiển hiệu quả nhất và kiểm soát những chấn động ảnh hưởng lớn.  Xây dựng mô hình của đối tượng cho từng kênh điều khiển cũng như các kênh nhiễu.  Cần xác định sự thay đổi đặc tính động học của đối tượng điều chỉnh do các chấn động bên trong gây ra 73
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Đặc trưng các đối tượng công nghiệp Đặc trưng của Hầu hết các đối tượng điều đối tượng công nghiệp khiển công nghiệp cũng như hệ thống điều khiển tương ứng là những bộ lọc tần số thấp Quán tính Trễ vận tải lớn • Trễ vận tải còn gọi là trễ tuyệt đối, trễ thời gian chết (dead time), v,v…, đó là thời gian kể từ thời điểm xuất hiện xung đầu vào (≠0) đến khi đại lượng ra bắt đầu thay đổi so với giá trị xác lập ban đầu. • Độ quán tính của đối tượng phản ánh mức độ chậm phản ứng của nó, kể từ khi đại lượng ra đã bắt đầu thay đổi. 74
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Phân loại đối tượng công nghiệp Đặc tính quá độ đặc trưng của Đặc tính quá độ đặc trưng của đối tượng tĩnh đối tượng phi tĩnh  Đặc trưng: tốc độ biến thiên cực đại vmax và hệ số tĩnh học K∞ vmax  max  y '(t ) / u0 , K  y() u0 u0 là độ lớn xung bậc thang vào y(∞) là giá trị xác lập đầu ra 75
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình đối tượng tĩnh (đối tượng có tự cân bằng) Các dạng đặc tính quá độ của đối tượng có tự cân bằng 76
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình đối tượng tĩnh (đối tượng có tự cân bằng) (tiếp)  Hàm truyền: K Ocb ( s)   e s (1  T1s)(1  T2 s)...(1  Tn s) K – hệ số truyền T1,T2,…,Tn – các hằng số quán tính n – bậc quán tính  – trễ vận tải  Một số dạng đơn giản thường dùng: K Ocb ( s)  K  e  s Ocb (s)   e  s (T1s  1)(T2 s  1) (Ts  1) n 77
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình đối tượng phi tĩnh (đối tượng không có tự cân bằng) Các dạng đặc tính quá độ của đối tượng không có tự cân bằng 78
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình đối tượng phi tĩnh (đối tượng không có tự cân bằng) (tiếp)  Hàm truyền: K 1 Ot (s)  q  e  s s (1  T1s)(1  T2 s)...(1  Tn s) K – hệ số truyền T1,T2,…,Tn – các hằng số quán tính n – bậc quán tính  – trễ vận tải q – bậc tích phân (bậc phi tĩnh) của đối tượng  Dạng đơn giản thường dùng: K Ot (s)   e  s s(Ts  1) n n = 0, 1, 2 79
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình đối tượng có dao động Đặc tính quá độ của đối tượng có dao động  Hàm truyền tổng quát: b0  b1s  b2 s 2  ...  bm s m e  s O(s)   q 1  a1s  a2 s  ...  an s 2 n s b0 – hệ số truyền; a1,...,am, b1,...,bn – các hệ số; t – độ trễ vận tải; q – bậc tích phân; m – bậc tử thức; n – bậc mẫu thức; m ≤ n 80
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Sơ đồ thực nghiệm nhận dạng đối tượng  Tại sao phải nhận dạng đối tượng? Sơ đồ thí nghiệm nhận dạng đối Sơ đồ thí nghiệm nhận dạng đối tượng trong tượng trong hệ thống hở hệ thống kín • Các số liệu đo được phải lớn vượt trội so với nền nhiễu • Phải lặp đi lặp lại thí nghiệm nhiều lần với nhiều chuỗi số liệu (đường cong) khác nhau và xử lý chúng theo quan điểm thống kê • Phải tính đến động học của các đầu đo • Kết quả mô hình hoá chỉ tin cậy khi tính chất động học của đối tượng thay đổi chậm hơn rõ rệt so với quá trình quá độ của nó (ảnh hưởng của tính bất định của đối tượng) 81
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Xác định đặc tính quá độ bằng xung hình chữ nhật u(t) = u0.1(t)  u0.1(tTc) y(t) = h(t) – h(tTc)  h(t) = y(t) + h(tTc) đặt  = t  Tc , ta có t =  + Tc  h( Tc) = y( Tc) + h() t = 0  Tc, t = 2Tc  4Tc , … 82
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình quán tính bậc nhất có trễ (Q1T) Ke .s  Mô hình Q1T: O( s )  Ts  1 t    Hàm quá độ: y (t )  Ku0 (1  e T ); y  t   0  t  0 K  y () u0 Tính toán: T  Ta  : hoành độ điểm A 83
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình quán tính bậc n đồng nhất có trễ (QnđT). Ke .s  Mô hình QnđT: O(s)  Ts  1n  t  1  t     n i 1  Hàm quá độ: y(t )  Ku0 1  e T   T   ; y t   0  t  0  i 1 (i  1) !      d 2 y(t )  Tại điểm uốn U: 2 0 dt t t u →  = tu – (n-1)T 84
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình quán tính bậc n đồng nhất có trễ (QnđT) (tiếp). Đặc tính quá độ của đối tượng quán tính có trễ  Tính toán:  Đường tiệm cận ngang, đường tiếp tuyến AB và điểm uốn U, giá trị tiệm cận y() và hằng số quán tính biểu trưng Ta.  Xác định thời gian trễ , và hoành độ tu của điểm uốn.  Hệ số truyền : K = y()/u0. t   n u 1  Bậc quán tính n của mô hình, bằng giá trị làm tròn: T   a   Hệ số quán tính: T = Ta, trong đó,  - xác định theo bảng: N 1 2 3 4 5 6 7 8  1,0 0,368 0,272 0,224 0,196 0,176 0,16 0,149 85
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình quán tính bậc 2 có trễ (Q2T)  Mô hình Q2T: Ke s O( s )  (1  T1s)(1  T2 s)  Hàm quá độ:  t  t   T1  T2  y (t )  Ku0 1   e T1   e T2   T1  T2 T1  T2    86
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình quán tính bậc 2 có trễ (Q2T) (tiếp) Bước 1 - Xác định các đại lượng của đối tượng thực: y() ; U(tu,yu) ; Ta Bước 2 - Tính hệ số truyền và độ cao tương đối của điểm uốn: y ( ) y K g u u0 y() gm =0,264 =1–2e–1 Bước 3 - Tính các hằng số quán tính và thời gian trễ của mô hình: A. Nếu g  gm: Đặc tính quá độ thực nghiệm - Tham số trung gian: v  0,3248  0,4569  g 0,5847 - Các hằng số quán tính: T1  Ta v, T2  Ta (1  g )  T1 - Thời gian trễ:   tu  T1 ln( v) B. Nếu g > gm: - Độ vượt ngưỡng:  = g – gm - Các hằng số quán tính: T1  Ta (1  0,7 ) / e, T2  T1 - Thời gian trễ:   tu  Ta (1   / 2)  T1 87
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình hóa đối tượng không có tự cân bằng Mô hình (TpQT): K  O(s)   e s s(Ts  1) t    Hàm quá độ: y (t )  u0 K [t    T  Te T ]; t   ; y  t   0  t    Ta thấy: t   lim e T 0 t  → y(t) sẽ có tiệm cận xiên với phương trình: f(t) = u0K(t    T), cắt trục hoành tại thời điểm ts = T+ Thay t=ts: ts  T   ys  y (ts )  u0 K [ts    T  Te T ]  u0 K [Te T ]  u0 KTe 1 ys e T  ,   ts  T u0 K 88
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Mô hình hóa đối tượng không có tự cân bằng (tiếp) Đáp ứng quá độ của đối tượng tích phân có quán tính và có trễ Các bước thực hiện: Bước 1: Kẻ đường tiếp tuyến của đường cong quá độ tại điểm cuối (B) – coi đây là điểm xấp xỉ vô cùng. Đường tiếp tuyến này cắt trục hoành tại điểm A, ứng với thời điểm ts và tung độ ys = y(ts). Bước 2: Hệ số truyền tính theo quan hệ: tg BD AD K  u0 u0 eys Bước 3: Hệ số quán tính và thời gian trễ: T ,   ts  T u0 K 89
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Xấp xỉ mô hình theo điều kiện bình phương cực tiểu  Dựa trên những thông tin thu được về đặc tính thời gian của đối tượng, nhận được dưới dạng chuỗi số liệu cho dưới dạng bảng.  Theo dáng điệu của đường cong thực nghiệm, chọn dạng và cấu trúc của mô hình, sau đó xác định các tham số tối ưu của nó theo điều kiện tổng các bình phương sai lệch giữa mô hình và số liệu thực nghiệm đạt cực tiểu.  Sử dụng mô hình đáp ứng thời gian  Sử dụng mô hình hàm truyền 90
Chương 4. Đối tượng điều chỉnh Mô hình hóa đối tượng: Xấp xỉ mô hình theo điều kiện bình phương cực tiểu (tiếp) a) Sử dụng mô hình đáp ứng thời gian: sử dụng các mô hình như Q1T, QnđT, Q2T, TpQT  Mô hình đáp ứng quá độ dưới dạng ký hiệu hàm phụ thuộc thời gian và véc tơ các tham số của nó như sau: y(t,A), A = {K, , T1, T2, …}  Các tham số của mô hình xác định theo điều kiện tối ưu. N     f A    y ti , A  yi 2  min i 1 A  Sau khi cực tiểu hóa hàm mục tiêu f(A), ta được véctơ tối ưu A* và từ đó suy ra mô hình hàm truyền tối ưu của đối tượng: Ly(t , A*) Os, A *  U ( s) 91

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.