Bài tập điều khiển quá trình nâng cao ( ĐH BKHN)

ĐỀ THI: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO

Điều khiển tháp chưng 2 sản phẩm

A. Yêu cầu

·        Trình bày chi tiết các bước thực hiện, kết quả tính toán và kết quả mô phỏng theo từng nội dung yêu cầu.

·        Sử dụng công cụ MATLAB/SIMULINK như có thể được, đưa mã MATLAB hoặc/và sơ đồ SIMULINK cũng như các đồ thị kết quả mô phỏng vào mỗi vị trí sử dụng trong báo cáo. Các đồ thị phải ghi chú đủ để theo dõi.

·        Tất cả công thức, hình vẽ phải đánh số để tiện tham khảo.

·        Ngày nộp và thi vấn đáp: 04/03/2013

B. Nội dung yêu cầu

Cho mô hình trạng thái tuyến tính của tháp chưng 2 sản phẩm:

trong đó các biến quá trình là các biến chênh lệch so với điểm làm việc:

 là các biến điều khiển, bao gồm lưu lượng hồi lưu và lưu lượng hơi cấp nhiệt đun sôi đáy tháp

 lần lượt là thành phần sản phẩm đáy tháp, thành phần sản phẩm sườn tháp và thành phần sản phẩm đỉnh tháp

 là các biến cần điều khiển của tháp chưng, đồng thời cũng là hai biến trạng thái của quá trình.

 là nhiễu của quá trình, bao gồm lưu lượng nguyên liệu cấp và thành phần hơi trong nguyên liệu cấp

Các tham số mô hình cho trước như sau:

                      

                       ,  

1.     Xác định mô hình hàm truyền đạt của quá trình (nêu phương pháp/công thức tính và sau đó sử dụng MATLAB để hỗ trợ tính toán)

2.     Xác định các điểm cực và điểm không của hệ thống (nêu phương pháp/công thức tính và sau đó sử dụng MATLAB để hỗ trợ tính toán)

3.     Xác định các tính điều khiển được và quan sát được của hệ thống (nêu phương pháp/công thức tính và sau đó sử dụng MATLAB để hỗ trợ tính toán)

4.     Mô phỏng đáp ứng quá độ của quá trình với từng biến vào thay đổi dạng bậc thang. Đưa ra nhận xét về đặc tính động học của quá trình.

5.     Tiến hành cặp đôi các biến vào/ra (nêu phương pháp cặp đôi và sử dụng MATLAB để hỗ trợ tính toán).

6.     Sử dụng cấu trúc điều khiển phi tập trung, lựa chọn phương pháp phù hợp để thiết kế các bộ điều khiển đơn biến (PID, mờ…), kết hợp các khâu bù nhiễu (nếu cần). Mô phỏng đáp ứng hệ thống với thay đổi giá trị đặt, thay đổi của nhiễu quá trình và sai lệch mô hình, đưa ra các nhận xét đánh giá chất lượng.

7.     Lựa chọn phương pháp điều khiển tách kênh để tính toán các khâu tách kênh, lựa chọn phương pháp phù hợp để thiết kế các bộ điều khiển đơn biến (PID, mờ…), kết hợp các khâu bù nhiễu (nếu cần). Mô phỏng đáp ứng hệ thống với thay đổi giá trị đặt, thay đổi của nhiễu quá trình và sai lệch mô hình, đưa ra các nhận xét đánh giá chất lượng.

8.     Căn cứ đáp ứng quá độ của quá trình, chọn chu kỳ trích mẫu  phù hợp. Gián đoạn hóa mô hình với chu kỳ trích mẫu được chọn, đưa về mô hình trạng thái gián đoạn và mô hình đa thức gián đoạn (nêu phương pháp/công thức tính và sau đó sử dụng MATLAB để hỗ trợ tính toán).

9.     Lựa chọn phương pháp tiếp cận MPC phù hợp, thiết kế bộ điều khiển cho trường hợp không có điều kiện ràng buộc. Đưa ra các trường hợp lựa chọn khác nhau về tầm dự báo, tầm điều khiển và trọng số cho số gia điều khiển. Đánh giá về tính ổn định của hệ kín. Mô phỏng và nhận xét các kết quả nhận được.

 Download:

http://www.mediafire.com/download/y3c68x6snbdw29b/bai_tap_DKQT_Thay_Son.rar