THÔNG TIN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Tên luận án: Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiến phân ly dùng cho các hệ thống đa biến
Chuyên ngành : Kỹ Thuật Cơ Khí
Mã ngành: 9520103
Họ và tên NCS : Lê Linh
Khóa: 2013-2016
Người hướng dẫn chính : PGS.TS. Lê Hiếu Giang
Người hướng dẫn phụ : PGS.TS. Trương Nguyễn Luân Vũ
Cơ sở đào tạo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh
1. Tóm tắt nội dung của luận án
Quá trình đa biến là hệ phức tạp với nhiều sự tương tác qua lại giữa các biến quá trình và biến điều khiển. Sự tương tác này làm ảnh hưởng đến sự thay đổi của các ngõ ra còn lại khi có một sự thay đổi ở một vòng điều khiển bất kỳ. Nhiều phương pháp khác nhau được để xuất để khắc phục khó khăn này của việc điều khiển hệ đa biến. Tuy nhiên, nổi bật nhất là kỹ thuật phân ly với ba phương pháp: phân ly lý tưởng, phân ly nghịch và phân ly đơn giản hóa. Dù vậy, cho đến gần đây, vẫn chưa có phương pháp điều khiển tổng quát nào cho hệ đa biến được công bố hoặc phát triển sử dụng kỹ thuật điều khiển phân ly. Chính vì vậy, việc nghiên cứu mở rộng và phát triển phương pháp thiết kế bộ điều khiển phân ly, trên cơ sở phương pháp phân tích mới, để sử dụng cho nhiều quá trình đa biến là vấn đề tác giả sẽ tập trung nghiên cứu trong luận án này.
Do phương pháp phân ly có nhiều kỹ thuật khác nhau, nên trong luận án này tác giả chỉ tập trung nghiên cứu bộ điều khiển phân ly đơn giản hóa. Phương pháp đề xuất sẽ tìm ra được bản chất thực sự của quy luật phân ly các biến điều khiển bằng việc xác định chính xác từ tỷ lệ của các đặc tính vòng hở ban đầu và các yếu tố đường chéo của các dãy độ lợi tương quan động (Dynamic Relative Gain Arrays). Từ đó, một cấu trúc tổng quát, nhỏ gọn cho bộ điều khiển phân ly đơn giản hóa sẽ được đề xuất.
Ngoài ra, phương pháp đơn giản hóa mô hình của quá trình sẽ được đề xuất để đơn giản hóa hàm truyền của các vòng điều khiển. Từ đó, phương pháp thiết kế bộ điều khiển PI/PID dựa vào cấu trúc mô hình nội (IMC) cũng được đề xuất cho các quá trình phổ biến gồm hệ bậc 1 và bậc 2 có trễ.
Các quá trình đa biến trên thực tế rất đa dạng và phức tạp, trong giới hạn của luận án, tác giả chỉ tập trung vào các hệ thống điều khiển quá trình với đặc tính của hệ tuyến tính hoặc gần tuyến tính (có thể xấp xỉ về dạng tuyến tính quanh điểm làm việc). Khi đó, đặc tính động của hệ có thể được mô tả bởi ma trận hàm truyền bậc n.
Để đảm bảo độ tin cậy của các phương pháp đề xuất cũng như dễ dàng so sánh với các phương pháp của các tác giả khác, các mô hình toán được sử dụng trong nghiên cứu lý thuyết đều sử dụng các mô hình chuẩn nổi tiếng thế giới như: Wood and Berry (WB), Vinate Luyben (VL), Ogunnaike and Ray (OR).
Phương pháp đề xuất có thể ứng dụng tổng quát cho hệ thống n ngõ vào, n ngõ ra (năn). Tuy nhiên, các kết quả mô phỏng cũng như các mô hình thực nghiệm chỉ giới hạn đến hệ 3×3.
Trong mô hình thực nghiệm của tháp chưng cất, tác giả chỉ nghiên cứu các thông số công nghệ trong quá trình tách Ethanol với Nước, ví dụ như nhiệt độ, lưu lượng, áp suất. Mô hình toán của các mô hình thực nghiệm được tìm kiếm dựa trên phương pháp thực nghiệm (mô hình hộp đen). Từ đó xây dựng hàm truyền của hệ thống sử dụng phương pháp thực nghiệm. Đánh giá kết quả mô phỏng lý thuyết với số liệu thực tế sản xuất nhằm mục đích hiệu chỉnh các tham số cho đối tượng và đề xuất các giải pháp trong đo lường và điều khiển hợp lý cho hệ thống.
