Đồ án Ứng dụng điều khiển thích nghi trong điều khiển lò sấy

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ISO 9001:2015 
ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI TRONG 
 ĐIỀU KHIỂN LÒ SẤY 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG 
 HẢI PHÒNG - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ISO 9001:2015 
ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI TRONG 
 ĐIỀU KHIỂN LÒ SẤY 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG 
 Sinh viên: Phạm Thành Đạt 
 Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Dương 
 HẢI PHÒNG - 2020 
 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập – Tự do – Hạnh phúc 
 ----------------o0o----------------- 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Sinh viên : Phạm Thành Đạt – MSV: 1412103001. 
Lớp : DT1801- Ngành Điện Tử Truyền Thông. 
Tên đề tài : Ứng dụng điều khiển thích nghi trong điều khiển lò sấy. 
 i 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp 
(về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.......................................................................... 
 ii 
 CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
 Người hướng dẫn thứ nhất: 
 Họ và tên : Nguyễn Văn Dương 
 Học hàm, học vị : Thạc Sỹ. 
 Trường Đại Học Dân Lập hải phòng 
 Cơ quan công tác : 
 Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
 Người hướng dẫn thứ hai: 
 Họ và tên : 
 Học hàm, học vị : 
 Cơ quan công tác : 
 Nội dung hướng dẫn: 
 Đề tài tốt nghiệp được giao ngày ..... tháng.... năm 2019. 
 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày ...... tháng....... năm 2020 
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N 
 Sinh viên Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N 
 Phạm Thành Đạt Th.S Nguyễn Văn Dương 
 Hải Phòng, ngày........tháng........năm 2020 
 HIỆU TRƯỞNG 
 GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ 
 iii 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP 
 Họ và tên giảng viên: ..................................................................................... 
 Đơn vị công tác: ........................................................................ ............. 
 Họ và tên sinh viên: .......................................... Chuyên ngành: ..................... 
 Nội dung hướng dẫn: .......................................................... ........................... 
 .................................................................................................................................... 
 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp 
 .................................................................................................................................... 
 .................................................................................................................................... 
 .................................................................................................................................... 
 2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra 
 trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu ) 
 .................................................................................................................................... 
 .................................................................................................................................... 
 .................................................................................................................................... 
 .................................................................................................................................... 
 3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày tháng năm ...... 
 Giảng viên hướng dẫn 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN 
 Họ và tên giảng viên: .............................................................................................. 
 Đơn vị công tác: ........................................................................ ................ 
 Họ và tên sinh viên: ...................................... Chuyên ngành: .......................... 
 Đề tài tốt nghiệp: ......................................................................... ............ 
 ............................................................................................................................
 .................................................................................................................... 
 1.Phần nhận xét của giáo viên chấm phản biện 
 ........................................................................................................................
 ........................................................................................................................
 ........................................................................................................................
 ........................................................................................................................
 ........................................................................................................................ 
 2. Những mặt còn hạn chế 
 ........................................................................................................................
 ........................................................................................................................ 
 ........................................................................................................................
 ........................................................................................................................ 
 3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày tháng năm ...... 
 Giảng viên chấm phản biện 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LÒ SẤY ........................................................... 2 
 1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ...................................................................... 2 
 1.1.1. Phân loại các thệ thống sấy (HTS) ................................................................ 2 
 1.1.2. Các dạng lò sấy .............................................................................................. 7 
 1.2. ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH .................................................................... 18 
 1.2.1. Quá trình và các biến quá trình ................................................................... 18 
 1.2.2. Đặc điểm của điều khiển quá trình .............................................................. 20 
 1.2.3. Các thành phần cơ bản của một hệ thống .................................................... 21 
 1.3. MÔ HÌNH HÓA ĐỐI TƯỢNG LÒ SẤY ................................................ 22 
 1.3.1. Phương trình trạng thái của hệ thống .......................................................... 22 
 1.3.2. Mô hình toán học của lò sấy .................................................................. 24 
Chương 2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI ...................................... 25 
 2.1. HỆ THÍCH NGHI MÔ HÌNH THAM CHIẾU – MRAS ........................ 25 
 2.1.1. Sơ đồ chức năng .......................................................................................... 25 
 2.1.2. Luật MIT ..................................................................................................... 26 
 2.1.3. Nội dung, phương pháp thiết kế MRAS ...................................................... 28 
 2.1.4. Thiết kế MRAS dùng lý thuyết ổn định của Lyapunov .............................. 34 
 2.1.5. Kết luận ....................................................................................................... 36 
 2.2. BỘ TỰ CHỈNH ĐỊNH - STR ................................................................... 37 
 2.2.1. Bộ tự chỉnh định gián tiếp ........................................................................... 39 
 2.2.2. Bộ tự chỉnh định trực tiếp ............................................................................ 42 
 2.2.3. Kết nối giữa MRAS và STR ........................................................................ 50 
 2.2.4. Điều khiển dự báo thích nghi ...................................................................... 51 
 2.2.5. Kết luận ....................................................................................................... 60 
 2.3. CHỈNH ĐỊNH TỰ ĐỘNG VÀ LỊCH TRÌNH ĐỘ LỢI .......................... 61 
 2.3.1. Kỹ thuật chỉnh định ..................................................................................... 61 
 2.3.2. Lịch trình độ lợi ........................................................................................... 66 
 2.3.3. Xây dựng lịch trình ...................................................................................... 67 
 2.3.4. Ứng dụng ..................................................................................................... 68 
 2.3.5. Kết luận ....................................................................................................... 68 
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID THÍCH NGHI 
CHO LÒ SẤY ..................................................................................................... 69 
 3.1. XÂY DỰNG HÀM TRUYỀN ĐỐI TƯỢNG.......................................... 69 
 3.2. XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI ...................................... 71 
 LỜI CẢM ƠN 
 Trong khoảng 50 năm gần đây, lý thuyết điều khiển thích nghi đã được 
hình thành như một môn khoa học, từ tư duy đã trở thành hiện thực nghiêm túc, 
từ cách giải quyết những vấn đề cơ bản trở thành bài toán tổng quát, từ những 
vấn đề về sự tồn tại và khả năng có thể giải quyết đến những ứng dụng có tính 
bền vững và chất lượng. 
 Với ý nghĩa và lợi ích to lớn của điều khiển thích nghi, sự cấp bách cần 
nghiện cứu, ứng dụng điều khiển thíchh nghi và sản xuất thực tiễn sản xuất, em 
đã lựa chọn đề tài nghiên “Ứng dụng hệ thống thích nghi trong điều khiển nhiệt 
lò sấy”. 
 Chương 1. Tổng quan về lò sấy. 
 Chương 2. Hệ thống điều khiển thích nghi . 
 Chương 3. Tính toán thiết kế bộ điều khiển PID thích nghi cho lò sấy. 
 Tuy nhiên do khả năng và trình độ có hạn nên còn nhiều thiếu sót, rất 
mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô cũng như sự góp ý của 
bạn bè để bản đồ án này được hoàn thiện hơn. 
 Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô, bạn bè trong khoa Điện – 
Điện tử trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn 
Dương, là giảng viên trực tiếp hướng dẫn, đã rất nhiệt tình chỉ bảo để em hoàn 
thành đề tài tốt nghiệp này. 
 1