tailieunhanh - Điều khiển mức nước bao hơi bằng bộ điều khiển dự báo (MPC)

Trong bài báo này các tác giả đề xuất một phương pháp thiết kế bộ điều khiển dự báo để điều khiển mức nước bao hơi nhằm nâng cao chất lượng hệ thống. Mời các bạn tham khảo! | 51(3): 3 - 7 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 3 - 2009 ĐIỀU KHIỂN MỨC NƢỚC BAO HƠI BẰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO (MPC) Lê Huyền Linh - Lại Khắc Lãi (Trường ĐH Kĩ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên) 1. Đặt vấn đề Hệ thống điều chỉnh mức nước bao hơi là một trong những khâu quan trọng nhất của hệ thống điều khiển lò hơi. Nhiệm vụ của hệ thống này là đảm bảo tương quan lượng nước đưa vào lò hơi và lượng hơi sinh ra. Khi tương quan này bị phá vỡ thì mức nước trong bao hơi sẽ thay đổi dẫn tới sự cố ở tuabin hay lò hơi. Nếu mức nước bao hơi lớn quá giá trị cho phép sẽ làm giảm năng suất bốc hơi của bao hơi, giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt ảnh hưởng tới sự vận hành của tuabin. Nếu mức nước bao hơi quá thấp so với giá trị cho phép làm tăng nhiệt độ hơi quá nhiệt, có thể gây nổ hệ thống ống sinh hơi. Trong quá trình vận hành lò hơi, mức nước bao hơi luôn thay đổi và dao động lớn đòi hỏi người công nhân vận hành phải điều chỉnh mức nước bao hơi kịp thời và luôn ổn định ở một giá trị cho phép. Song vì lò hơi có nhiều thông số cần theo dõi và điều chỉnh nên người vận hành không thể điều chỉnh kịp thời và liên tục để giữ ổn định mức nước trong bao hơi. Vậy phải điều khiển để duy trì mức nước bao hơi tại một giá trị mong muốn khi tải của lò thay đổi bằng cách điều chỉnh lượng nước cấp đến bao hơi. Hiện nay, thường sử dụng bộ điều khiển theo luật PID để điều khiển mức nước bao hơi. Tuy nhiên, các hệ số của bộ điều khiển PID chỉ được tính toán cho một chế độ làm việc cụ thể của hệ thống, khi thông số của đối tượng thay đổi trong quá trình vận hành, việc chỉnh định lại các hệ số của PID khó khăn và thường được các nhân viên vận hành tiến hành theo kiểu “thăm dò” tốn rất nhiều thời gian mà vẫn không tìm được phương án tối ưu. Điều khiển dự báo ra đời cách đây khoảng vài thập kỷ và đã có nhiều ứng dụng thành công trong công nghiệp [6, 7, 8]. Hiện nay điều khiển dự báo là chiến lược điều khiển được sử dụng phổ biến nhất trong việc điều khiển quá trình. Điều khiển dự báo là dùng một mô hình