Hàm truyền của van

[rusbear]

Chào các bạn và chúc một năm mới thành công.
Mình có 1 thắc mắc này mong được các bạn giúp đỡ. Mình chuẩn bị làm đề tài về điều khiển mức nước bao hơi, trong đó sử dụng BDK PID điều khiển van để điều chỉnh lưu lượng. Mình muốn hỏi hàm truyền của van có phải có dạng 1/(Ts+1) không? Mình thấy có tài liệu viết là 1/s còn nhiều tài liệu viết là 1/(Ts+1) (Điều khiển quá trình của thầy Hoàng Minh Sơn).
Mình dùng thử 1/(s+1), view trong scope điều lạ là lưu lượng nước vào bao hơi có lúc âm, có nghĩa là nước bị bơm ra Các bạn giúp mình với

[klong19]

cái view trong scope là sau hay trước khi bạn gắn bộ PID ?

Nếu chưa gắn PID, mà đáp ứng có lúc âm thì chắc là do điều kiện đầu của các bloc.
Tốt nhất là bạn post sơ đồ simulink và đáp ứng trong view scope lên đây để mình bắt bệnh.

[rusbear]

mohinh.zip
Mô hình của mình đây bạn.
Có một điều hơi ngại khi nói thế này mình học năm 4 và đây là đề tài cử nhân của mình, nhưng trên trường giảng dạy nặng lý thuyết quá (mình ko học ở VN), nên nhiều thứ vẫn còn chưa nắm vững. Rất mong mọi người giúp đỡ mình.

Nói qua về đề tài của mình: Đối tượng điều khiển là bao hơi của lò hơi nứoc có công suất lớn (hàng chục tấn hơi/h). Với lò hơi này thì đặc tính động học của nó cũng đặc biệt, nên khi áp dụng sơ đồ điều khiển thông thường thì ko đáp ứng được yêu cầu.
Ví dụ khi bơm thêm nước vào bao hơi thì ban đầu mực nước sẽ giảm, rồi tăng từ từ (chứ không phải tăng ngay).

Thầy hướng dẫn có đưa mình các sơ đồ điều khiển khác nhau, như là bù tác động của tải ra, điều khiển cascade... nhưng mình chưa hiểu là chỉ cần tìm được tham số cụ thể hay là phải tổng hợp tham số bằng 1 công thức chung nào đó.

[klong19]

Như bạn nói lò hơi này đặc biệt, lúc đầu mực nước giảm xuống, sau đó mới tăng lên, vậy thì mực nước có lúc đang âm là chuyện bình thường mà sao bạn thắc mắc ?

Ngược lại mình mới có nhiều thắc mắc đây:
. 1/60s và -2/(22.4s+1) là gì vậy ?
. Các thông số của bộ PI của bạn bằng bao nhiêu ? Bạn đã tự tính Kp,Ki hay là bạn kéo thẳng cái block PI trong Simulink ra ? Hay đây là sơ đồ mà người hướng dẫn đưa cho bạn ?

Tóm lại dựa vào cái sơ đồ bạn post chưa thể kết luận điều gì về đáp ứng của hệ, bạn cho thêm đầy đủ các thông số nhé

[rusbear]

Như trên hình thì cái Scope sau cái van (Water Consumtion) là cái lưu lượng nước qua van vào, có lúc nó âm có nghĩa là nước bị bơm ngược ra sao?

Còn như bạn thắc mắc:
- Hàm truyền của đối tượng (mực nước / lưu lượng vào) có thể coi gần đúng như là tổng của 1 khối tích phân (1/60s) và khối bậc 1 (-2/(22.4s+1)). Còn hàm truyền của đối tượng đối với tải ra thì ngược dấu ( -1/60s + một khối bậc 1 gần đúng với 2/(22.4s+1))
- Thông số bộ PI là mình dùng Tune trong Simulink (P~0.354 I~ 4.47*10^-5). Thầy hướng dẫn chỉ đưa sơ đồ khối và yêu cầu tìm BDK và thông số thích hợp.

Dữ liệu gốc của đối tượng: Khi cho 1 hàm nấc là lưu lượng nước vào bao hơi là 5tấn/h, mực nước giảm tối đa 5mm, sau 2 phút thì khôi phục về vị trí cân bằng và sau đó thì tăng 5mm/phút. Từ dữ liệu gốc đó mình tìm ra hàm truyền của bao hơi (mực nước(mm)/lưu lượng vào (tấn/h)).
Cái sơ đồ điều khiển ở trên là sơ đồ đơn giản và cơ bản nhất, khi mình thay đổi tải ra thì chất lượng đáp ứng rất kém, thời gian rất lâu.

Hình mình gửi kèm cái sơ đồ đầy đủ kèm với tải đầu ra: Mình đặt là sau 1000s sau khi mực nước bao hơi ổn định thì cho tải ra là 5 tấn/h. Mực nước ban đầu tăng đến tầm 18mm rồi giảm xuống tầm -15mm, sau đó khôi phục rất chậm. Lưu lượng nước qua van (Water Consumption) có lúc âm gần 6t/h.

Rất mong sự giúp đỡ của bạn, vì thật sự mình cũng đang tìm hiểu về đề tài này nhưng vẫn cảm thấy chưa hiểu hết nó lắm, đây lại là đề tài cử nhân nữa.
oneimpulse.zip

[klong19]

-Thứ nhất, Về vấn đề về việc mức nước có lúc âm là do đặc tính của hệ thống (có -1/60s), điểm này đã rõ

-Thứ hai, đề tài của bạn phải giải quyết được vấn đề khi thêm tải thì thời gian đáp ứng quá chậm. Có phải vậy không ?

Mĩnh đã xem, nếu ko có tải thì hệ thống của bạn đáp ứng tốt, thời gian đáp ứng vào khoảng cỡ 1 vài trăm giây. Tuy nhiên nếu thêm tải thì thời gian này rất chậm.

Tại sao ? Vì quan hệ giữa lưu lượng và tải là 1 hàm truyền phức tạp, nó làm cho hệ thêm vài cực chậm. Cụ thể như sau:

Nếu ko có tải, quan hệ vào ra là : (E-Y).PI.G1 = Y nên Y = E.PI.G1/(1+PI.G1) , Bộ PI của bạn đã được tính để giải quyết cho hàm truyền này

Tuy nhiên, khi có thêm tải, quan hệ lại thành ra: (E-Y).PI.G1 + T.G2 = Y, nên Y = E.PY.G1/(1+PI.G1) + T.G2/(1+PI.G1), so với trên thì có thêm 1 số hạng T.G2/(1+PI.G1)
(T là tải)

Số hạng này tiến về 0 khi thời gian ra vô cùng cho nên đáp ứng xác lập của bạn vẫn tiến về E, tuy nhiên tiến rất chậm vì nó có cực rất chậm. Bạn muốn đáp ứng của hệ nhanh thì lúc tính toán cho PI phải xét luôn số hạng mới thêm vào này. Có thể là dùng phuơng pháp bù đi cực chậm của nó.

Bạn tham khảo thêm bài "Small tutorial - cực của hệ thống" mà mình post trong box này để hiểu thêm về cực

[rusbear]

Cám ơn bạn rất nhiều. Điều mình thắc mắc là lưu lượng nước qua van đầu vào có lúc âm chứ không phải là mực nước, mực nước âm thì dễ hiểu rồi.
Còn đề tài của mình là nghiên cứu các sơ đồ điều khiển khác nhau để thu được chất lượng đk tốt hơn ( vọt lố thấp, thời gian đáp ứng nhanh), bộ ĐK PI như trên chỉ là 1 phương án, ngoài ra còn có các phương án khác như bù tín hiệu của tải, sử dụng 2 bộ Đk, 1 chính -1 phụ (mình ko biết dịch từ tiếng Nga ra ntn ).
Mình sẽ đọc và tìm hiểu gợi ý của bạn, và hi vọng sẽ được trao đổi cùng bạn.
Thân
PS: Box điều khiển ở diễn đàn có vẻ vắng quá, trang dieukhien.net rất hay nhưng lâu rồi ko được update :-s

[klong19]

Xin lỗi bạn bên trên mình nhầm, số hạng thêm vào T.G2/(1+PI.G1) không tiến về 0 mà về 1 hằng số.

Mực nước giảm thì rõ ràng là phải có nước bay hơi hoặc là lưu lượng bị âm. Cho nên việc lưu lượng bị âm cũng đâu có gì ngạc nhiên hả bạn

Box đk này ít người vì cũng ít người làm về đk, hoặc là do tình trạng chung của cả dtvn. Hy vọng bạn sau khi đã làm xong project của bạn cũng thường xuyên quay lại đây để trả lời câu hỏi cho các bạn mới học. Hoặc nếu ko có ai mới học lên hỏi câu hỏi thì chúng ta có thể thảo luận những vấn đề chuyên sâu hơn. Phù hợp với tầm nhìn "nâng tầm chất lượng" của đội ngủ quản trị forum mà hình như chưa có box nào làm được.

[rusbear]

À cái bao hơi này đặc biệt ở chỗ là: Nước thì cứ bơm vào, nhưng mà ban đầu mực nước lại giảm, sau đó mới tăng trở lại. Ngược lại với tải, khi tăng tải, thì ban đầu mực nước lại tăng sau đó mới giảm.
Cái này là hiện tượng "trương"- dịch từ tiếng nga. Khi tăng tải thì áp suất giảm, làm tăng hiện tượng ngưng tụ-> mực nước ban đầu tăng, sau đó mới bắt đầu giảm.
Mình cũng rất muốn có 1 box sôi nổi cho anh em điều khiển trao đổi, mình sẽ cố gắng tham gia box thường xuyên vì đc trao đổi với mọi người về cùng 1 lĩnh vực quan tâm cũng như nghề nghiệp của mình sau này vừa bổ ích vừa là 1 niềm vui mà