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:
