Điều khiển, giám sát hệ thống mạng PLC điều khiển lò mở lò nhiệt và máy xếp hàng tự động, chương 11

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

345
lượt xem 140
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các phương pháp điều khiển nhiệt độ 5.1.1 Điều khiển ON_OFF Điều khiển ON_OFF là lặp lại trạng thái đóng ngắt nguồn cung cấp cho hệ thống điều khiển theo điểm đặt, khi nhiệt độ trong lò dưới nhiệt độ đặt thì ngõ ra rơle đóng ngắt nguồn là ON và OFF khi nhiệt độ trong lò cao hơn nhiệt độ đặt. Đặc tính của điều khiển ON_OFF Điều khiển ON_OFF tốt nhất cho hệ thống điều khiển khi nhiệt độ tăng lên chậm và sai phân G giữa cân bằng nhiệt khi ngõ ra là ON và khi ngõ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điều khiển, giám sát hệ thống mạng PLC điều khiển lò mở lò nhiệt và máy xếp hàng tự động, chương 11

Chöông 11 : LYÙ THUYEÁT ÑIEÀU KHIEÅN LOØ NHIEÄT 5.1. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån nhieät ñoä 5.1.1 Ñieàu khieån ON_OFF Ñieàu khieån ON_OFF laø laëp laïi traïng thaùi ñoùng ngaét nguoàn cung caáp cho heä thoáng ñieàu khieån theo ñieåm ñaët, khi nhieät ñoä trong loø döôùi nhieät ñoä ñaët thì ngoõ ra rôle ñoùng ngaét nguoàn laø ON vaø OFF khi nhieät ñoä trong loø cao hôn nhieät ñoä ñaët. T1 Set point T T2 ON OFF
Hình 5.1: Ñaëc tính cuûa ñieàu khieån ON_OFF Ñieàu khieån ON_OFF toát nhaát cho heä thoáng ñieàu khieån khi nhieät ñoä taêng leân chaäm vaø sai phaân G giöõa caân baèng nhieät khi ngoõ ra laø ON vaø khi ngoõ ra laø OFF nhoû 5.1.2 Ñieàu khieån môø 5.1.2.1. Nhöõng khaùi nieäm cô baûn 5.1.2.1.1. Taäp môø Taäp môø A laø 1 taäp hôïp maø moãi phaàn töû ñöôïc gaùn theâm 1 soá thöïc µ(x) trong khoaûng [0,1] ñeå chæ ñoä phuï thuoäc cuûa phaàn töû ñoù vaøo taäp ñaõ cho. Khi µ(x)=0, phaàn töû x seõ hoaøn toaøn khoâng phuï thuoäc A (xaùc suaát phuï thuoäc baèng 0). Khi µ(x)=1, phaàn töû cô baûn seõ thuoäc A vôùi xaùc suaát 100%. Phaàn töû x ñöôïc goïi laø phaàn töû cô baûn vaø taäp kinh ñieån chæ chöùa rieâng x (khoâng coù ñoä phuï thuoäc µ(x) coù teân laø taäp neàn cuûa taäp môø A. Nhö vaäy, taäp môø laø taäp hôïp caùc caëp (x, µ(x)). Khi x chaïy treân khaép taäp neàn thì µ(x) seõ laø 1 haøm thöïc vaø ñöôïc goïi laø haøm thuoäc. Caùc daïng haøm thuoäc thöôøng duøng laø:
- Haøm Singleton - Haøm hình tam giaùc - Haøm hình thang µ(x) µ(x) µ(x) 1 1 1 m1 x m1 m2 m3 x m1 m2 m3 m4 x Singleton Tam giaùc Hình thang Hình5.2 : Nhöõng daïng haøm thuoäc thöôøng duøng 5.1.2.1.2 Pheùp tính treân taäp môø a- Pheùp hôïp hai taäp môø Hôïp A  B cuûa 2 taäp môø A vaø B ñöôïc hieåu laø 1 taäp môø goàm caùc phaàn töû cuûa 2 taäp A, B ñaõ cho, trong ñoù haøm thuoäc µA  B cuûa phaàn töû A  B khoâng ñöôïc maâu thuaãn vôùi pheùp hôïp cuûa 2 taäp kinh ñieån. Ví duï:
µA  B (x) = max µA(x) , µB(x) Luaät max (0a) µA  B (x) = min 1, µA(x)+ µB(x) Luaät toång (0b) A B AB b- Pheùp giao hai taäp môø Giao A  B cuûa 2 taäp môø A vaø B ñöôïc hieåu laø 1 taäp môø goàm caùc phaàn töû cuûa 2 taäp A, B ñaõ cho, trong ñoù haøm thuoäc µA  B cuûa phaàn töû A  B khoâng ñöôïc maâu thuaãn vôùi pheùp giao cuûa 2 taäp kinh ñieån. Ví duï: µA  B(x) = min µA(x) , µB(x) Luaät min µA  B(x) = µA(x)µB(x) Luaät tích
A B AB 5.1.2.1.3. Meänh ñeà hôïp thaønh Meänh ñeà hôïp thaønh R: “Neáu a=A thì b=B” laø pheùp suy dieãn môø “töø A suy ra B”, trong ñoù taäp môø A vôùi haøm thuoäc µA(x) laø 1 giaù trò cuûa bieán ngoân ngöõ ñaàu vaøo a vaø taäp môø b vôùi haøm thuoäc µB(y) cuõng laø 1 giaù trò cuûa bieán ngoân ngöõ ñaàu ra b. do meänh ñeà hôïp thaønh naøy coù 1 bieán ñaàu vaøo a vaø 1bieán ñaàu ra b neân noù ñöôïc goïi laø meänh ñeà SISO hay pheùp suy dieãn SISO (single input-single output). Khi cho tröôùc 1 giaù trò roõ cuï theå xo , tính ñuùng ñaén cuûa pheùp suy dieãn treân seõ ñöôïc ñaùnh giaù bôûi 1 taäp môø B’ cuøng neàn vôùi B. Noùi caùch khaùc keát quaû cuûa pheùp suy dieãn öùng vôùi xo taïi ñaàu vaøo laø 1 taäp môø B’. Haøm thuoäc cuûa B’ ñöôïc kyù hieäu baèng µB’(y). Hai coâng thöùc thöôøng ñöôïc duøng trong ñieàu khieån laø :
µB’(y)= min µA(xo) , µB(y) Luaät min µB’(y)= µA(xo). µB(y) Luaät tích Trong ñoù giaù trò H=µA(xo) ñöôïc goïi laø ñoä thoaû maõn ñaàu vaøo. Ñeå ngaén goïn ta seõ vieát pheùp suy dieãn”Neáu a=A thì b=B” vôùi giaù trò roõ xo laø H  µB’(y). 5.1.2.1.4. Luaät hôïp thaønh Luaät hôïp thaønh laø taäp hôïp cuûa nhieàu meänh ñeà hôïp thaønh cuøng caáu truùc R1: Neáu a1=A11 vaø a2=A12 thì b=B1 hoaëc R2: Neáu a1=A21 vaø a2=A22 thì b=B2 hoaëc (*) Rn: Neáu a1=An1 vaø a2=An2 thì b=Bn Trong ñoù Aij laø caùc giaù trò ngoân ngöõ ( taäp môø) cuûa bieán ngoân ngöõ aj vaø Bi laø nhöõng giaù trò ngoân ngöõ cuûa b, i=1,2,…,m; j=1,2,…,n. ÔÛ nay coù nhieàu meänh ñeà hôïp thaønh daïng Rk , k=1,2,..,n coù nhieàu bieán ngoân ngöõ ñaàu vaøo aj, j=1,2,…,n neân noù coøn ñöôïc goïi laø meänh ñeà hôïp thaønh SISO (multi inputs, single output).
Tuy nhieân giaù trò cuûa noù cuõng laø 1 taäp môø B’k vaø cuõng ñöôïc xaùc ñònh theo (1), trong ñoù taïi meänh ñeà Rk giaù trò Hk ñöôïc xaùc ñònh bôûi: Hk = min µAkj (xj) (2) Hay laø B’k= Hk  µB’k(y) Trong ñoù vecto x vôùi caùc phaàn töû xj ,j=1,…,m laø nhöõng giaù trò roõ cuûa m tín hieä ñaàu vaøo. Quaù trình bieán ñoåi xj ,j=1,…,m thaønh Hk theo (2) ñöôïc goïi laø quaù trình môø hoaù. Do keát quaû cuûa moãi meänh ñeà hôïp thaønh Rk laø 1 taäp môø Bk’ neân keát quaû B’ cuûa luaät hôïp thaønh (*) laø hôïp cuûa caùc taäp môø ñoù: n B’=  Bk ' (3) k 1 Nhö vaäy, ñeå xaùc ñònh B’ cuûa luaät hôïp thaønh (*) 1 caùch cuï theå ta caàn phaûi coù:  Moät trong 2 coâng thöùc (1a),(1b) ñeå thöïc hieän pheùp suy dieãn môø ñeå coù B’k .  Moät trong 2 coâng thöùc (1a),(1b) ñeå thöïc hieän pheùp hôïp caùc taäp môø theo (3) Vôùi nhöõng caùch qui ñònh khaùc nhau ta coù caùc thuaät toaùn xaùc ñònh B’ khaùc nhau. Moãi 1 thuaät toaùn nhö vaäy coù teân laø ñoäng cô suy dieãn. Coù 4 ñoäng cô suy dieãn thöôøng duøng laø:
1) Ñoäng cô suy dieãn max-MIN, neáu (0a) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1a) cho pheùp suy dieãn môø. 2) Ñoäng cô suy dieãn max-PROD, neáu (0a) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1b) cho pheùp suy dieãn môø. 3) Ñoäng cô suy dieãn sum-MIN, neáu (0b) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1a) cho pheùp suy dieãn môø. 4) Ñoäng cô suy dieãn sum-PROD, neáu (0b) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1b) cho pheùp suy dieãn môø. Coâng suaát thaáp cao giaûm taêng Taäp môø keát quaû xo Coâng suaát Nhieät ñoä thaáp cao giaûm taêng xo
Neáu nhieät ñoä= thaáp thì coâng suaát= taêng Neáu nhieät ñoä= cao thì coâng suaát= giaûm ÔÛ treân laø ví duï veà caùch xaùc ñònh giaù trò môø cuûa luaät hôïp thaønh SISO, moâ phoûng kinh nghieäm giöõ oån ñònh nhieät ñoä cuûa loø nhieät, goàm 2 meänh ñeà hôïp thaønh SISO (1 bieán vaøo vaø 1 bieán ra) öùng vôùi giaù trò roõ xo taïi ñaàu vaøo khi ñoäng cô suy dieãn ñöôïc aùp duïng laø max-MIN. 5.1.2.1.5. Giaûi môø Giaûi môø coù nhieäm vuï chuyeån ñoåi 1 taäp môø B’ vôùi haøm thuoäc µB’(y) thaønh 1 gía trò roõ yo baèng caùch laáy 1 phaàn töû cô baûn cuûa taäp neàn laøm ñaïi dieän. Coù nhieàu phöông phaùp laáy 1 phaàn töû ñaïi dieän nhö: - Phöông phaùp giaù trò cöïc ñaïi beân phaûi - Phöông phaùp giaù trò cöïc ñaïi beân phaûi - Phöông phaùp giaù trò trung bình Song, trong thöïc teá ñieàu khieån, phöông phaùp thöôøng ñöôïc söû duïng laø phöông phaùp ñieåm troïng taâm nhö hình veõ : µB’(y)
yo y   yB' ydy yo=    B' ( y )dy  Giaù trò roõ yo chính laø hoaønh ñoä cuûa ñieåm troïng taâm cuûa taäp môø B’. 5.1.2.1.6. Caùc böôùc toång hôïp boä ñieàu khieån môø  Ñònh nghóa taát caû caùc bieán ngoân ngöõ vaøo/ra,  Ñònh nghóa taäp môø (giaù trò ngoân ngöõ) cho caùc bieán vaøo/ra,  xaây döïng caùc luaät hôïp thaønh môø,  choïn ñoäng cô suy dieãn,  choïn phöông phaùp giaûi môø 5.1.2.1.7. Nhöõng öu ñieåm cuûa boä ñieàu khieån môø  Vieäc toång hôïp boä ñieàu khieån môø ñôn giaûn. Nhöõng boä ñieàu khieån phi tuyeán phöùc taïp cuõng coù theå ñöôïc toång hôïp deã daøng baèng boä ñieàu khieån môø.  Khoâng caàn xaùc ñònh moâ hình toaùn hoïc cuûa ñoái töôïng neân khoái löôïng coâng vieäc thieát keá giaûm ñi raát nhieàu
 Boä ñieàu khieån môø deã hieåu, laøm vieäc oån ñònh, chaát löôïng cao hôn caùc boä ñieàu khieån khaùc trong nhieàu tröôøng hôïp.