Bài giảng điều khiển quá trình 14

Chia sẻ: Cindy Cindy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

158
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để thực hiện bộ điều khiển phân ly ta cần 4 mô hình động với dạng FOPDT sau: Đối với vòng đỉnh bồn: GTT(s) mô hình quá trình, GTB(s) mô hình nhiễu. Đối với vòng đáy bồn: GBB(s) mô hình quá trình, GBT (s) mô hình nhiễu. Bộ điều khiển phân ly được tạo thành từ những mô hình trên bằng cách lập trình trong máy tính điều khiển.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng điều khiển quá trình 14

Utoptotal(s) = Utopfeedback (s)- Utopdecouple(s) (5.66) Tín hiệu ra của bộ điều khiển phân ly đáy bồn cũng đ ược tính tương tự theo công thức sau : Ubottomdecouple(s) = [GBT(s)/GBB(s)]. Utopfeedback (s) = Dtop(s).Utopfeedback (s) (5.67) Do đó đ ể thực hiện bộ điều khiển phân ly ta cần 4 mô hình động với dạng FOPDT sau: Đối với vòng đ ỉnh bồn: GTT(s) mô hình quá trình, GTB(s) mô hình nhiễu . Đối với vòng đáy bồn: GBB(s) mô hình quá trình, GBT (s) mô hình nhiễu. Bộ điều khiển phân ly đ ược tạo thành từ những mô hình trên b ằng cách lập trình trong máy tính điều khiển. Bộ điều khiển phân ly đỉnh bồn: Dtop(s)= GTB(s)/GTT(s) (5.68) Bộ điều khiển phân ly đáy bồn: Dbottom(s)= GBT(s)/GBB(s) (5.69) 5.6.3. Nghiên cứu về chưng cất với các mạch vòng ảnh hưởng lẫn nhau Chúng ta tiến hành khảo sát về các bộ điều khiển phân ly thông qua hệ thống chưng cất trên hình 5.29 . Ta đi sâu tìm hiểu sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các biến của các bộ điều khiển đỉnh và bộ điều khiển đáy của bồn chưng cất khi chúng đ ược thiết kế và vận hành là các vòng lặp độc lập. Mục tiêu thiết kế là thiết kế và điều chỉnh bộ điều khiển PI có khả năng bám các giá trị đặt cho mạch vòng đỉnh từ 92% đến 94% với điều kiện mạch vòng đáy không đ ổi ở mức 1.5%. Dung lượng thiết kế của bồn chưng cất bao gồm tốc độ chảy vào bồn là 547kg/phút (lưu ý rằng đây không phải giá trị khởi động mặc định) và những điều kiện hoạt động ổn định là: Phía đỉnh: utop = 52% ytop = 92% Phía đáy: ubottom = 48% ybottom = 1.5% Trên hình 5.29 biểu diễn cột chưng cất theo các số liệu nêu trên với chế độ hoạt động tự đ ộng. Trước khi điều chỉnh các mạch vòng, nhất thiết phải kiểm tra trạng thái động của bồn chưng cất bằng cách thử nghiệm với các vòng lặp mở. Bộ điều khiển đỉnh có tín hiệu đặt nhảy bậc từ 52% lên 55%, xu ống 49% và trở lại 52%. Sau khi quá trình đ ó ổn định, thử nghiệm với bộ điều khiển đáy. Tín hiệu của bộ điều khiển đáy nhảy bậc từ 48%, lên 51% và sau đó xuống 45% và trở lại 48%. Những phản hồi của biến quá trình đối với những thử nghiệm này được thể hiện trên hình 5.32. Hình 5 .32. Kết quả thử nghiệm hệ hở với tín hiệu đặt nhảy bậc cho bộ điều khiển đỉnh và bộ điều khiển http://www.ebook.edu.vn 141
đáy. Hai đường cong đầu tiên trong hình 5.32 cho thấy biến quá trình của phần đ ỉnh nửa phi tuyến. Có nghĩa là ytop(t) đáp ứng khác nhau khi thay đổi giá trị đặt u top(t) theo chiều tăng và giảm cùng một giá trị. Mặt khác, vòng lặp phần đáy hoàn toàn phi tuyến. Cụ thể ybottom(t) tăng lên từ giá trị thiết kế vận hành lớn gấp 3 lần so với khi ybottom(t) giảm. Theo hình 5 .43, dù các phản hồi đang chịu tác động của utop(t) hay u bottom(t) thì điều này luôn đúng. Tính hoàn toàn phi tuyến này tạo ra nhiều thách thức vượt quá phạm vi vấn đề tương tác giữa các vòng lặp trong qua trình điều khiển. Để giải quyết nó , cần thiết kế những thử nghiệm tính động rồi đi đến mô hình hoá và hiệu chỉnh. Thay vì dùng các lưỡng cực thông thường, ta sẽ chỉ tác đ ộng mỗi biến theo một hướng. Nên chọn hướng mà cho tham số đưa đến mô hình điều khiển ổn định nhất. Giả sử hệ số khuyếch đại của bộ điều khiển KC tỷ lệ nghịch với hệ số khuyếch đại của quá trình KP. Trong thiết kế thông thường, để đạt giá trị KC nhỏ thì dùng giá trị KP lớn. Để có đ ược giá trị KP lớn nhất, giảm giá trị utop(t) hay ubottom(t) khi lập dữ liệu thử nghiệm. Trên hình 3.43, biểu diễn kết quả thử nghiệm với biên đ ộ xung lớn hơn đặt vào bộ điều khiển đỉnh, trong khi bộ điều khiển đáy hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay. Hình 5 .33. Đáp ứng quá trình của bộ điều khiển đỉnh bồn chưng cất. Trong thử nghiệm giá trị utop(t) thay đổi từ 52 % lên 54 % và quay trở lại 52 %. Bộ điều khiển đáy ho ạt động ở chế độ điều khiển bằng tay. Mô hình quá trình có d ạng FOPDT các dữ liệu quá trình thể hiện trên hình 5 .33. Mô hình FOPDT tạo ra những ước lượng sát với số liệu của quá trình. Do đó hàm truyền GTT(s) có các thông số sau: Hệ số khuyếch đai quá trình: KP, TT = 1.1 Hằng số thời gian của toàn hệ thống: P, TT = 62 phút http://www.ebook.edu.vn 142
Thời gian chết cụ thể: P, TT = 24 phút Để có được khả năng dự báo sớm cho việc hiệu chỉnh của bộ điều khiển PI sử dụng các thông số mô hình FOPDT. Giả sử trong cấu trúc điều khiển theo mô hình nội IMC, các hằng số thời gian của hệ kín được chọn có giá trị lớn hơn 0,1 P hoặc 0,8P khi đó bộ điều khiển được thiết kế với thông số tính như sau : Hệ số khuyếch đại của bộ điều khiển: KC, top = 1,3 Hằng số thời gian: I,top = 62 phút Đối với hệ thống điều khiển bồn chưng cất, bộ điều khiển sử dụng là PID và nhập vào giá trị hiệu chỉnh này. Kết quả thu được trên hình 5.34. Bộ điều khiển đ ược thử nghiệm về bám giá trị đặt trong phạm vi từ 92% đến 94%. Mạch vòng đáy được duy trì chế độ điều khiển bằng tay trong suốt quá trình đánh giá. Mạch vòng đỉnh thực hiện quá trình bám tín hiệu đặt mong muốn. Thời gian đáp ứng quá trình nhanh, đ ộ quá chỉnh nhỏ và suy giảm nhanh. Hình 5.34. Khả năng bám của mạch vòng đỉnh khi dùng bộ điều khiển PI với mạch vòng đ áy sử dụng chế độ điều khiển bằng tay. Như vậy trong to àn b ộ hệ thống điều khiển bồn chưng cất đối với mạch vòng đáy cũng cần thiết phải được thực hiện trình tự thiết kế một bộ điều khiển tương tự như mạch vòng đ ỉnh. 3.6.4. Điều khiển đáy với sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các mạch vòng Bộ điều khiển cho mạch vòng điều khiển đáy được thiết kế có dạng PI tương tự như bộ điều khiển trong mạch vòng điều khiển đỉnh. Trên hình 5 .35, đáp ứng quá trình thu được khi tín hiệu điều khiển của bộ điều khiển đáy nhảy bậc từ giá trị 48% nhảy xuống 46 % và ngược lại. Bộ điều khiển đỉnh có chế độ làm việc bằng tay trong quá trình thử nghiệm. Mô hình thiết kế có dạng FOPDT tương ứng với các dữ http://www.ebook.edu.vn 143
liệu trên hình 5 .35. Mô hình động học có dạng FOPDT có dạng gần đúng với dữ liệu quá trình quá trình. Hàm truyền GBB(s) của bộ điều khiển đáy có các thông số kỹ thuật như sau: Hệ số khuyếch đại quá trình: KP,BB = - 0,22 Hằng số thời gia của hệ thống: P, BB = 53 phút Thời gian chết : P, BB = 14 phút Để có được khả năng dự báo sớm cho việc hiệu chỉnh của bộ điều khiển PI với mô hình FOPDT trong điều chỉnh tương quan sử dụng cấu trúc mô hình nội IMC. Trong cấu trúc điều khiển theo mô hình nội IMC các hệ số thời gian được chọn trong hệ kín có giá trị lớn hơn 0,1 P hoặc 0,8 P khi đó bộ điều khiển đ ược thiết kế với thông số tính như sau: Hệ số khuyếch đại của bộ điều khiển: KC, top = -9,7 Hằng số thời gian: I,top = 53 phut Hình 5.35. Đáp ứng quá trình của bộ điều khiển đáy Ta thấy rằng đặc tính điều chỉnh của bộ điều khiển đáy khi tín hiệu đặt nhảy bậc, với hệ thống điều khiển đỉnh hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay. Đáp ứng của quá tr ình bám tín hiệu đặt theo mong muốn. Như vậy cả hai mạch vòng đỉnh và m ạch vòng đ áy làm việc riêng rẽ có chất lượng tốt khi đ ã sứ dụng bộ điều khiển phân ly của mạch nà y lần lư ợt tác động lên mạch vòng kia. Trên hình 5.36 biểu diễn sự ảnh hưởng lẫn nhau của của hai mạch vòng đ iều khiển đỉnh và điều khiển đáy. Các b ộ điều khiển có dạng PI, các thông số đ ã đ ược lựa chọn trong chế độ hoạt động độc lập. Trong thí nghiệm bộ điều khiển đỉnh trên hình 5.34 có thông số không thay đổi hoạt động ổn định trong thời gian 200 phút và hoàn toàn có khả năng cho đáp ứng quá trình ổn định. Kết quả thể hiện trên http://www.ebook.edu.vn 144
hình 5.36 cho thấy sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa hai bộ điều khiển của hai mạch vòng đ ều ở chế độ hoạt động tự động. Đáp ứng của tổ hợp mạch vòng đ áy làm việc ổn định trong thời gian 1500 phút. Lý do đáp ứng chậm đ ược chứng minh là do mạch vòng đỉnh cho đáp ứng như trên hình 5 .36. Hình 5.36. Sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa hai mạch vòng Cũng cần chú ý rằng sự biến đổi của cả hai u top và ubôttm tăng liên tục trong thời gian ngắn mỗi khi bộ điều khiển cố gắng b ù lại sự tác động của bộ kia. Nghĩa là khi bộ điều khiển đ ưa càng nhiều dòng lạnh ngược xuống phía đáy của bồn chưng cất để tăng thêm đ ộ tinh khiết của tổ hợp đáy, b ộ điều khiển đáy đáp lại bằng cách đ ưa thêm càng nhiều hơi nóng lên phía đỉnh của bồn chưng cất để cố gắng duy trì tổ hợp đáy bằng giá trị đặt. Như vậy, một bộ cố gắng làm mát và bộ kia cố gắng làm nóng lên. Hai b ộ điều khiển này có mục địch đối lập nhau, nhưng lại tác động lẫn nhau làm cho mục tiêu điều khiển của cả hai bị ảnh hưởng. Kết quả là đ ặc tính của đáp ứng quá trình không tốt. 3.6.5. Nghiên cứu điều khiển bồn chưng cất với các mạch vòng điều khiển phân ly Như kết quả nghiên cứu trên đây đối với mạch vòng đỉnh bồn chưng cất, các bộ điều khiển phân ly là phần tử feed forward đ ã hạn chế ảnh hưởng lẫn nhau giữa các mạch vòng. Nhưng nếu thiết kế thêm cho mỗi mạch vòng một hàm truyền đảm bảo điều khiển phân ly khi kể đến tác động của nhiễu. Với các hàm truyền của quá trình chọn mô hình FOPDT, bộ điều khiển có dạng PI kết quả khảo sát như trên hình 5 .33 và hình 5.35. Các hàm truyền phân ly điều khiển khi có nhiễu được đưa vào các mạch vòng. Không nhất thiết phải t hiết kế lại các mạch vòng cho hệ thống điều khiển bồn chưng cất đỉnh và đáy khi đ ã thử nghiệm điều khiển một mạch bằng tay. Do vậy những dữ liệu về thông tin, cách thức thực hiện khi mà bộ điều khiển đỉnh tương tác với bộ điều khiển đáy cũng như khi bộ điều khiển đáy tương tác với bộ điều khiển đỉnh được giữ nguyên. Trên hình 5 .37 chỉ rõ phản ứng của đáp ứng quá trình với tín http://www.ebook.edu.vn 145
hiệu xung của bộ điều khiển với mô hình quá trình d ạng FOPDT. Hình 5.37. Đáp ứng quá trình của bộ điều khiển đáy Với xung thử nghiệm đáp ứng quá trình trên hình 5.33 , của bộ điều khiển đỉnh không chỉ cưỡng bức tổ hợp trong điều khiển đỉnh mà còn tương tác với tổ hợp đáy. Bộ điều khiển trong trường hợp phân ly điều khiển khi có nhiễu nhận tham số của bộ điều khiển đỉnh tương ứ ng với mô hình quá trình có d ạng FOPDT. Mô hình FOPDT cho ta giữ liệu gần đúng với mạch vòng phân ly điều khiển có nhiễu quá trình. Hàm truyền tác động đầu ra quá trình đ ỉnh với bộ điều khiển đ áy: Hệ số khuyếch đại quá trình: KD,BT = 0 .24 Hằng số thời gia của hệ thống: D, BT = 54 phút Thời gian chết: D, BT = 22 phút Với xung thử nghiệm đáp ứng quá trình trên hình 5.36 của bộ điều khiển đáy không chỉ cưỡng bức tổ hợp trong điều khiển đáy mà còn tương tác với tổ hợp đỉnh. Bộ đ iều khiển trong trường hợp phân ly điều khiển khi có nhiễu nhận tham số của bộ điều khiển đỉnh t ương ứng với mô hình quá trình có d ạng FOPDT. Mô hình FOPDT cho ta giữ liệu gần đúng với mạch vòng phân ly điều khiển có nhiễu quá trình. Hàm truyền tác động đầu ra quá trình đ áy với bộ điều khiển đ ỉnh: Hệ số khuyếch đại quá trình: KD,TB = -1.0 Hằng số thời gia của hệ thống: D, TB = 63 phút Thời gian chết: D, TB = 21 phút Đáp ứng quá trình của tổ hợp đỉnh với đầu ra của bộ điều khiển đáy khi sử dụng mô hình FOPDT đ ược biểu diễn trên hình 5.38. http://www.ebook.edu.vn 146
Hình 5.38. Đáp ứng quá trình của bộ điều khiển đáy Như vậy tất cả các hàm truyền quá trình và các hàm truyền cho các bộ điều khiển phân ly đều được chọn dạng FOPDT. Khi đó mạch vòng điều khiển đỉnh và đáy của bồn chưng cất thực hiện phân ly kép. Các thông số của bộ điều khiển phẩn hồi dạng PI đ ược giữ nguyên như trước. Các thông số của các bộ điều khiển phân ly kép cũng đ ã được xác định. Hình 5.39. Đáp ứng quá trình khi đã có bộ điều khiển phân ly kép Đối với mạch vòng đ ỉnh, hàm truyền được chọn là GTT(s). Hàm truyền phân ly khi kể đến nhiễu GTB(s). Đối với mạch vòng đáy, hàm truyền được chọn là GBB(s). Hàm truyền phân ly khi kể đến nhiễu GBT(s). Cũng cần lưu ý rằng theo lý thuyết thì thời gian chết của quá trình phải nhỏ hơn ho ặc bằng thời http://www.ebook.edu.vn 147
gian chết của nhiễu. Trên hình 5.38 chọn P,TT = P, TB = 21 phút. Mạch vòng đ iều khiển phân ly kép có đáp ứng quá trình bám tốt giá trị đặt. Trên hình 5 .39 đ ã cải thiện khả năng bám theo giá trị đặt của mạch vòng điều khiển đỉnh và giảm ảnh hưởng lẫn nhau của mạch vòng điều khiển đáy khi cả hai đều đ ược sử dụng bộ điều khiển PI kết hợp với các bộ điều khiển phân ly kép. Đặc tính bộ điều khiển đ ược thử nghiệm bằng cách cho giá trị đặt trong mạc h vòng đ iều khiển đỉnh nhảy bậc từ 92% đến 94 % như trên hình 5.38. Mạch vòng đ áy không thay đổi giá trị đặt trong quá trình đ ánh giá. Các bộ điều khiển phân ly kép đã phục hồi sự bám giá trị đặt của đáp ứng nghĩa l à chất lượng bám gần bằng bộ điều khiển đơn như hình 5.33. Tuy nhiên bây giờ với hai bộ điều khiển và các bộ điều khiển phân ly kép mạch vòng đáy có khả năng duy trì cho tổ hợp đáy có đáp ứng quá trình bám tín hiệu đặt với mọi biến động của quá trình. Với những kết quả đạt được trong quá trình tổ ng hợp các bộ điều khiển phân ly kép cho các mạch vòng, bộ điều khiển phẩn ứng nhanh hơn tuy nhiên trong thực tế sự hoạt động của các van sẽ làm giảm tuổi thọ của chính nó dẫn đến những phức tạp trong vận hành và bảo dưỡng van. Hình 5.40. Các mạch vòng điều khiển phân ly kép hết dao động nhẹ khi hiệu chỉnh một số tham số của hàm truyền. Vì thế cần hiệu chỉnh lại các thông số của các bộ điều khiển để loại trừ khả năng gây hại khi hệ thống quá nhạy cảm với nhiễu. Đối với hàm truyền của bộ điều khiển phân ly kép ở đáy, hệ số khuyếch đại của hàm truyền quá trình KP,BB chọn bằng – 0.22 và hệ số khuyếch đại của mạch vòng phân ly kể đến nhiễu KD,BT chọn là 0.24%/%. Với giá trị tuyệt đối |KD,BT||KP,BB| đ iều này nó i lên rằng bộ điều khiển phân ly có kể đến nhiễu ảnh hưởng tối tổ hợp đáy nhiều hơn bộ điều khiển đáy. Độ lớn tương ứng với các hệ số khuyếch đại đ ược sử dụng cho quá trình và được sử dụng cho các bộ điều khiển phân ly kép là cơ sở để điều khiển ổn định hệ thống. Cũng cần phải nghiên cứu sâu hơn http://www.ebook.edu.vn 148
trong những chương sau nhưng trước hết chúng ta cũng có thể nói rằng bộ điều khiển phân ly kép có ảnh hưởng điều khiển nhiều nhất đến biến chính của quá trình. 5.7. Mô hình dự báo Smith cho quá trình có thời gian chết lớn 5.7.1.Thời gian chết lớn tác động lên quá trình điều khiển Thời gian chết đ ược coi là lớn khi nó tương đương với hằng số thời gian của quá trình. Khi ( P  P ) thì đ ể điều khiển bám theo điểm đặt với bộ điều khiển PID truyền là rất khó. Giả sử thời gian chết của quá trình bằng với hằng số thời gian của quá trình  P  P chu kỳ lấy mẫu là 10 lần trong mỗi khoảng hằng số thời gian của quá trình (T = 0,1P). Với những quá trình như thế 10 lần lấy mẫu (1 khoảng thời gian chết) phải trôi qua sau 1 hành động điều khiển trước khi sensor phát hiện ra sự ảnh hưởng nào. Mỗi hành đ ộng điều khiển gặp phải 1 sự trễ rất lớn, bộ điều khiển phải chỉnh rất chậm để phù hợp với sự chậm chễ của quá trình. Ví dụ hệ điều khiển quá trình có thời gian chết lớn Ta xét quá trình điều khiển nhiệt độ cho b ình chất lỏng đ ược biểu diễn trên hình 5.52. Điều khiển nhiệt độ cho bình chất lỏng trên hình 5.52 thuộc loại hệ thống điển hình của điều khiển quá trình có thời gian chết lớn. Hình 5.52. Mô hình đ iều khiển nhiệt độ có thời gian chết lớn Dòng chất lỏng nóng và lạnh đ ược kết hợp với nhau ở đầu vào của ống cấp lỏng, chảy dọc theo chiều d ài của ống trước khi đổ vào bình. Mục đích điều khiển là duy trì nhiệt độ trong bình bằng cách điều chỉnh lưu lượng nước nóng và nước lạnh vào ống. Nếu nhiệt độ của b ình ở d ưới điểm đặt (quá lạnh), bộ điều khiển FC sẽ mở van cấp chất lỏng nóng. Sensor nhiệt độ không phát hiện ngay ra sự thay đổi của nhiệt độ chất lỏng trong b ình ngay sau sự điều khiển này vì dòng chất lỏng nó ng hãy còn ở trong ống cách bình chứa một khoảng cách đáng kể. Nếu bộ điều khiển đ ược chỉnh để có đáp ứng nhanh (KC lớn, I nhỏ), nó sẽ mở van nhiều hơn đ ể tăng nhiệt độ chất lỏng trong bình, ống sẽ được điều nhiều chất lỏng nóng hơn trước khi chất lỏng nóng http://www.ebook.edu.vn 149
đầu tiên được đổ vào bình. Khi nhiệt độ trong b ình bằng nhiệt độ đặt thì bộ điều khiển sẽ dừng sự tăng chất lỏng nóng vào bình. Nhưng lúc này trong ống hãy còn chất lỏng nóng và tiếp tục đổ vào bình làm nhiệt độ của bình tăng quá điểm đặt. Bộ điều chỉnh sẽ chỉnh van chất lỏng nóng để có nhiều chất lỏng lạnh vào ống hơn. Tương tự như vậy ta thấy nhiệt độ trong b ình sẽ luôn dao động quanh điểm đặt. Một giải pháp là chỉnh lại bộ điều khhiển, giảm hệ số khuếch đại hoặc tăng thời gian điều chỉnh để hành động điều khiển chậm hơn. 5.7.2. Mô hình dự báo của Smith Một giải pháp khác là sử dụng mô hình dự báo (MPC), mô hình động là một phần của thuật toán điều khiển trong mô hình dự báo. Chức năng của mô hình đ ộng là d ự báo giá trị tương lai của biến quá trình d ựa trên trạng thái hiện tại của quá trình và những hành đ ộng điều khiển gân đây. Một hành động điều khiển là gần đây nếu đáp ứng nó gây ra cho quá trình vẫn còn đ ang tiếp diễn. Hình 5 .53. Sơ đồ cấu trúc điều khiển theo mô hình d ự báo Smith Nếu biến quá trình này không phù hợp với điểm đặt thì sự sai lệch này sẽ gây ra một hành động điều khiển ngay lập tức, trước khi vấn đề dự báo thực sự xuất hiện mô hình d ự báo Smith theo sơ đ ồ cấu trúc biểu diễn trên hình 5 .53. Phương pháp d ự báo Smith là phương thức hoạt động đơn giản nhất của lý thuyết d ự báo quá trình nói chung (một biến của phương pháp dự báo Smith có thể được tạo ra từ lý thuyết MPC bằng cách chọn cả hai điểm lấy mẫu gần và xa theo phương ngang của  P /(T  1) . Mô hình dự báo Smith gồm có 1 khối mô hình lý tưởng (không có thời gian chết) và một khối mô hình thời gian chết http://www.ebook.edu.vn 150
5.7.3. Thuật toán điều khiển dự báo Smith Mô hình quá trình lý tưởng nhận giá trị hiện thời của đầu ra bộ điều khiển u(t) và tính giá trị yi(t) - đó là giá trị dự báo của quá trình đo được (đ ầu ra dự báo), y(t) khi có một thời gian trễ trong quá trình. yi(t) đ ược đ ưa vào mô hình thời gian trễ và được lưu giữ đến khi qua một thời gian trễ  P . Tại thời - điểm yi(t) đ ược lưu giá tr ị yP(t) của lần lưu trước đó sẽ được đưa ra. Giá trị yP(t) của lần này là giá trị yi(t) được tính toánn và lưu trữ 1 kho ảng thời gian chết trước đó. Do đó yp(t) là giá trị dự báo mô hình của giá trị hiện thời y(t). Mô hình lý tưởng và mô hình có thời gian chết đ ược kết hợp với giá trị thực của biến quá trình đ ể tính sai số e* ( t ) là: e* (t )  y sp (t )  [ y( t )  y p ( t )  y i ( t )] (5.71) Nếu mô hình mô tả được chính xác được quá trình thực thì (5.72 ) y( t )  y p ( t )  0 hay [ y( t )  y p ( t )]  y i ( t )  y i ( t ) (5.73 ) và sai số dự báo đưa tới bộ điều khiển là : e* ( t )  y sp ( t )  y i ( t ) (5.74 ) Do đó nếu mô hình mô tả được chính xác quá trình thực thì đầu vào của bộ điều khiển sẽ là sai lệch giữa giá trị đặt và giá tr ị dự báo của qúa trình thực, thay vì sai lệch giữa giá trị của điểm đặt với giá trị thực của biến quá trình Dĩ nhiên mô hình động sẽ không bao giờ mô tả chính xác trạng thái thực của quá tr ình và lập luận trình bày ở trên khô ng phản ánh đ ược điều này. Tuy nhiên giả sử rằng khả năng làm giảm ảnh hưởng của thời gian trễ lên hiệu ứng của bộ điều khiển của bộ điều khiển dự báo Smith liên quan trực tiếp đến việc mô hình mô tả quá trình thực tốt đến mức nào. Cần lưu ý một sự không p hù hợp nhỏ giữa sự dự báo mô hình và quá trình thực cũng gây ra nguy hiểm (làm mất tính ổn định của hệ thống kín của quá trình) 5.7.4. Hướng phát triển của bộ điều khiển dự báo Smith Mục tiêu của điều khiển là đ ộ quá chỉnh đỉnh nhọn là 10% và hoàn toàn ổn định trong một chu kỳ của biến quá trình đo được khi giá trị đặt nhảy bậc từ 50 % lên 55%. Thời gian chết đáng kể được cộng thêm vào mô hình quán tính bậc 2 gốc khi quá trình không có - thời gian chết và khảo sát đ ược sự suy giảm trong đặc tính của bộ điều khiển. Mô hình dự báo Smith được thiết kế và ứng dụng để bù lại khoảng thời gian chết và đ ể phục hồi - http://www.ebook.edu.vn 151