Luận văn: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG CÓ ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ pptx

113 297 0
  • Loading ...
1/113 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 28/06/2014, 04:20

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc *** THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ Học viên: Nguyễn Tiến Dũng Lớp: CH K10 Chuyên ngành: Tự động hoá Người HD Khoa học: PGS.TS Nguyễn Hữu Công Ngày giao đề tài: 01/02/2009 Ngày hoàn thành: 31/07/2009 KHOA ĐT SAU ĐH CB HƯỚNG DẪN PGS.TS Nguyễn Hữu Công HỌC VIÊN Nguyễn Tiến Dũng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP *** LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ THÁI NGUYÊN 2009 Ngành: TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: Học viên: NGUYỄN VĂN HUỲNH Người HD Khoa học: PGS.TS LẠI KHẮC LÃI Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP *** LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ NGUYỄN TIẾN DŨNG THÁI NGUYÊN 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………………1  C HƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI VÀ HỆ CỰC TRỊ 3  1 .1. Định nghĩa, phân loại sơ đồ khối của hệ điều khiển thích nghi 3  1.1.1.Định nghĩa 3  1 .1.2.Phân loại 3  1 .1.3.Sơ đồ tổng quát của một hệ thích nghi 4  1 .2. Hệ cực trị 5  1 .2.1. Đối tƣợng đặc tính cực trị 5  1 .2.2. Hệ cực trị xây dựng theo phƣơng pháp tách sóng đồng bộ 6  1 .2.3. Các phƣơng pháp xác định Gradient và chuyển động cực trị 10  1 .2.3.1. Các phƣơng pháp xác định Gradient của hàm mục tiêu 10  1 .2.3.2.Các phƣơng pháp chuyển động đến cực trị 12  1 .2.4. Các phƣơng pháp thực hiện đồng thời cả hai quá trình 13 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn  1 .2.4.1. Phƣơng pháp ghi nhớ cực trị. 13  1 .2.4.2. Phƣơng pháp bƣớc. 14  1 .2.4.3. Phƣơng pháp đơn hình. 16  1 .2.5. Phƣơng pháp tìm khi nhiều điểm cực trị 17  1 .2.6. Động học hệ cực trị 17  1 .3. Kết luận chƣơng một 19  1.3.1.Hệ điều khiển thích nghi 19  1 .3.2.Hệ cực trị. 20  C HƢƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐỐI TƢỢNG LÕ NUNG TRONG CÔNG NGHỆ LUYỆN CÁN THÉP 21  2.1 Đặt vấn đề 21  2.2 Vai trò của lò nung trong công nghệ cán thép 22  2.3 Đặc điểm lò nung và công nghệ cán 23  2.4 Cấu tạo lò nung và chế độ vận hành 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn  2 .4.1. Cấu tạo lò nung 24  2 .4.2. Bộ phận dịch phôi 24  2 .4.3. Vị trí các mỏ đốt 25  2 .4.4. Bộ phận giữ nhiệt 25  2 .4.5. Chế độ vận hành và yêu cầu tự động hóa 26  2 .4.5.1.Vùng sấy 26  2 .4.5.2.Vùng nung 26  2 .4.5.3.Vùng đồng nhiệt 26  2.5 Các đặc tính tĩnh và động của đối tƣợng 27  2.5.1 Các đặc tính tĩnh 27  2.5.2 Đặc tính động 28  2.5.2.1 Xác định cấu trúc hàm truyền từ đặc tính quá độ 28  2.5.2.2 Xác định tham số cho hàm truyền 29 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn  2.6 Tỷ lệ nhiên liệu, không khí, xác định đặc tính cực trị của đối tƣợng 31  2 .7 Kết luận chƣơng 2 34  C HƢƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 35  3 .1. Giới thiệu một số phƣơng pháp thiết kế bộ điều khiển 35  3.1.1. Hệ thống điều khiển vị trí: 35  3 .1.1.1 Quy luật điều chỉnh 2 vị trí 35  3.1.1.2 Quy luật điều chỉnh 3 vị trí: 36  3 .1.1.3. Quy luật điều chỉnh với cấu chấp hành tốc độ không đổi : 37  3 .1.2 Phƣơng pháp đa thức đặc trƣng thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống tuyến tính 40  3 .1.2.1 Xét hệ bậc hai 40  3 .1.2.2 Phƣơng pháp đa thức đặc trƣng hệ số suy giảm thay đổi đƣợc cho hệ cao 40 3.1.2.3 Xét ảnh hƣởng của tử số hàm truyền 42 3.2. Sơ đồ khối hệ thống 42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3. Mạch vòng ổn định lƣu luợng dầu 42 3.4. Thiết kế bộ điều khiển lƣu lƣợng khí theo phƣơng pháp bƣớc 45 3.4.1. Sơ đồ khối của bộ điều khiển tự động tìm cực trị kiểu bƣớc 45 3.4.2. Nguyên tắc làm việc của sơ đồ 47 3.4.3. Thiết lập sơ đồ nguyên lý 48 3.4.3.1. Bộ phát lệnh 48 3.4.3.2. Bộ ghi nhớ 52 3.4.3.3. Mạch so sánh 53 3.4.3.4. Động chấp hành 54 3.4.3.5. Mạch logic 56 3.4.3.6. Mạch điều khiển tốc độ động chấp hành 58 3.4.3.7 Sensor 65 3.4.3.8. Nguồn 66 3.4.4 Máy điều chỉnh 66 3.4.4.1. Xây dựng hàm truyền động chấp hành …………………………… 66 3.4.4.2. Xây dựng hàm truyền bộ biến đổi …………………………………… 68 3.4.4.3. Hàm truyền máy phát tốc ……………………………………………. 69 3.4.4.4. Thiết kế mạch hiệu chỉnh ……………………………………………. 70 3.5. Thuyết minh sơ đồ nguyên lý 71 3.6. Kết luận chƣơng 3 72 CHƢƠNG IV: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 74 4.1 Các thông số chất lƣợng 74 4.2 Mô phỏng động mở van 74 4.3 Xây dựng mô hình và mô phỏng hệ thống 75 4.4. Kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab - Simulink ………………………… 78 4.4.1. Kết quả với thuật toán bƣớc đều ………………………………………. 78 4.4.2. Kết quả với thuật toán bƣớc hai cấp …………………………………… 81 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.4.3. Nhận xét ……………………………………………………………… 83 4.5. Kết luận chƣơng 4 ……………………………………………………………… 84 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 5.1. Kết luận …………………………………………………………………………. 85 5.2. Kiến nghị ……………………………………………………………………… 86 TÓM TẮT …………………………………………………………………………… 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Ký hiệu Diễn giải tên hình vẽ 1 Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ điều khiển thích nghi 2 Hình 1.2 Sơ đồ tổng thể hệ điều khiển thích nghi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Hình 1.3 Đặc tính cực đại của lò đốt 4 Hình 1.4 Đặc tính cực đại của mũi khoan 5 Hình 1.5 Đặc tính cực trị cực tiểu 6 Hình 1.6 Sơ đồ khối hệ cực trị theo phƣơng pháp tách sóng đồng bộ 7 Hình 1.7 Đồ thị tín hiệu thr và tín hiệu tìm 8 Hình 1.8a Đồ thị của bộ lọc lý tƣởng 9 Hình 1.8b Sơ đồ khối bộ lọc 10 Hình 1.9 Sơ đồ khối Phƣơng pháp đạo hàm theo thời gian 11 Hình 1.10 Đồ thị tín hiệu vào theo từng kênh 12 Hình 1.11 Quỹ đạo chuyển động đến cực trị tỷ lệ với građien 13 Hình 1.12a Sơ đồ bộ ghi nhớ cực trị 14 Hình 1.12b Đồ thị tín hiệu ghi nhớ cực trị 15 Hình 1.13a Đồ thị bƣớc cho trƣớc tiến đến cực trị 16 Hình 1.13b Đồ thị bƣớc phụ thuộc vào độ dốc tiến đến cực trị 17 Hình 1.13c Sơ đồ khối bộ điều khiển kiểu bƣớc 18 Hình 1.14a Quỹ đạo chuyển động đến cực trị theo phƣơng pháp đơn hình 19 Hình 1.14b Quỹ đạo chuyển động đến cực trị theo phƣơng pháp đơn hình 20 Hình 1.15a Sơ đồ đối tƣợng cực trị 21 Hình 1.15b Sơ đồ đối tƣợng cực trị tƣơng đƣơng 22 Hình 1.16 Hai dao động cùng chiều 23 Hình 2.1 Nhiệt độ lò nung phụ thuộc vào năng suất nung 24 Hình 2.2 Phản ứng của đối tƣợng với hàm 1(t) 25 Hình 2.3 Xác định các tham số của hàm truyền trên đồ thị 26 Hình 2.4 Đặc tính cực đại của lò đốt 28 Hình 3.1 Quy luật điều chỉnh hai vị 29 Hình 3.2 Quy luật điều chỉnh ba vị trí [...]... 4.13 Đặc tính động nhiệt độ lò với bƣớc nhảy 2 cấp 78 Hình 4.14 Tín hiệu ra của khối Triggered Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 MỞ ĐẦU Tên đề tài: Nghi n cứu điều khiển thích nghi cho đối tượng đặc tính cực trị 1 Tổng quan Hệ điều khiển thích nghi, tuỳ thuộc vào đối tƣợng là tuyến tính hay phi tuyến, nhất là khi đặc tính tĩnh của hệ cực trị (cực đại... tại và khả năng thể giải quyết đến những ứng dụng tính bền vững và chất lượng 1.1.2 Phân loại thể phân loại các hệ thích nghi theo các tiêu chuẩn sau: * Tuỳ vào đối tượng là phi tuyến hay không phi tuyến, nhất là khi đối tượng đặc tính cực trị (cực đại hay cực tiểu) - Hệ cực trị: Ở hệ cực trị, bản thân đối tượng cực tính cực đại hay cực tiểu đó là lượng thông tin ban đầu them được và... pha không đồng bộ rotor lồng sóc, cho phù hợp với các hệ thống thực tế Tạo sở khoa học để các cán bộ kỹ thuật trong các nhà máy nghi n cứu làm chủ công nghệ và thể sản xuất các hệ thống tƣơng đơng với giá thành thấp 4 Đối tượng nghi n cứu Lý thuyết điều khiển thích nghi theo nguyên tắc cực trị Các hệ thống điều khiển cho đối tƣợng đặc tính cực trị (cực đại hoặc cực tiểu), cụ thể là công nghệ... cực tiểu), mà ta hệ cực trị và hệ giải tích Hệ giải tích đã đƣợc nhiều nhà khoa học nghi n cứu nhƣ xây dựng hệ giải tích theo phƣơng pháp toán tử phụ; xây dựng hệ giải tích theo phƣơng pháp Lyapunov… Tuy nhiên việc nghi n cứu hệ cực trị trong điều khiển thích nghi chƣa đƣợc quan tâm nhiều, đề tài này sẽ tiếp tục nghi n nghi n cứu và hoàn thiện hệ thống điều khiển thích nghi theo nguyên tắc cực trị, ... nhu cầu sống của con ngƣời… Với ý nghĩa và lợi ích to lớn của hệ cực trị, sự cấp bách cần nghi n cứu, ứng dụng hệ cực trị vào sản xuất thực tiễn sản xuất, đƣợc sự đồng ý của cán bộ hƣớng dẫn khoa học, tác giả đã lựa trọn đề tài Nghi n cứu điều khiển thích nghi cho đối tượng đặc tính cực trị Sau một thời gian làm nghi n cứu liên tục, nghi m túc, đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo hƣớng dẫn... Hệ cực trị này hoàn toàn thể áp dụng cho những công nghệ tƣơng đƣơng khác, ví dụ nhƣ sản xuất gạch men, sản xuất kính, các công nghệ sử dụng dầu đốt… 3 Mục đích nghi n cứu Tiếp tục nghi n cứu và hoàn thiện hệ thống điều khiển thích nghi theo nguyên tắc cực trị, ứng dụng trong các công nghệ sử dụng dầu đốt Phát triển thuật toán điều khiển tìm cực trị kiểu bƣớc Với động chấp hành, nghi n cứu. .. tượng điều khiển Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ điều khiển thích nghi ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI HỆ CỰC TRỊ Hệ xác định theo PP tách sóng đồng bộ Các PP xác định gradien và chuyển động đến cực trị HỆ GIẢI TÍCH Hệ giải tích xác định theo PP toán tử phụ Hệ giải tích xác định theo PP Lyapunov Hình 1.2 Sơ đồ tổng thể điều khiển thích nghi 1.2 Hệ cực trị 1.2.1 Đối tượng đặc tính cực trị Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –... mà ta hệ tiền định hay ngẫu nhiên, liên tục hay gián đoạn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 1.1.3 Sơ đồ tổng quát của một hệ thích nghi Hệ điều khiển thích nghi, ngoài cấu điều khiểnđối tượng điều khiển của một hệ thông thường còn cấu nhận dạng và cấu thích nghi cấu thích nghi cấu nhận dạng cấu điều khiển Đối tượng điều khiển. .. Diễn giải tên hình vẽ 1 Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ điều khiển thích nghi 2 Hình 1.2 Sơ đồ tổng thể hệ điều khiển thích nghi 3 Hình 1.3 Đặc tính cực đại của lò đốt 4 Hình 1.4 Đặc tính cực đại của mũi khoan 5 Hình 1.5 Đặc tính cực trị cực tiểu của phôi thép qua trục cán 6 Hình 1.6 Đặc tính cực đại 2 biến của ra đa bám mục tiêu di động 7 Hình 1.7 Sơ đồ khối hệ cực trị theo phƣơng pháp tách sóng đồng bộ 8 Hình... CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI VÀ HỆ CỰC TRỊ 11 1.1 Định nghĩa, phân loại sơ đồ khối của hệ điều khiển thích nghi 11 1.1.1.Định nghĩa 11 1.1.2.Phân loại 11 1.1.3.Sơ đồ tổng quát của một hệ thích nghi 13 1.2 Hệ cực trị 13 1.2.1 Đối tƣợng đặc tính cực trị 13 1.2.2 Hệ cực trị xây dựng theo phƣơng pháp . điều khiển thích nghi 2 Hình 1.2 Sơ đồ tổng thể hệ điều khiển thích nghi 3 Hình 1.3 Đặc tính cực đại của lò đốt 4 Hình 1.4 Đặc tính cực đại của mũi khoan 5 Hình 1.5 Đặc tính cực trị. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHI P *** LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ NGHI N CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG CÓ ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ NGUYỄN TIẾN DŨNG. NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHI P *** LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHI N CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG CÓ ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ THÁI NGUYÊN
- Xem thêm -

Xem thêm: Luận văn: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG CÓ ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ pptx, Luận văn: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG CÓ ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ pptx, Luận văn: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO ĐỐI TƯỢNG CÓ ĐẶC TÍNH CỰC TRỊ pptx

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn