کنترل پیش‌بین هایبرید مبتنی بر مدل PWA برای فرایند خنثی‌سازی pH با لحاظ تغییرهای نرخ حجمی بافر

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بروجرد، دانشکده فنی مهندسی

2 همدان، دانشگاه صنعتی همدان، گروه مهندسی برق، صندوق پستی 579 ـ 65155

3 بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بروجرد، دانشکده علوم پایه، صندوق پستی 518

چکیده

در این مقاله یک کنترل کننده پیش بین هایبرید بر پایه مدل تکه ای معین PWA برای فرایند خنثی سازی pH  ارایه شده است. سامانه‌ های هایبرید شامل دو نوع متمایز از اجزاست، زیر سامانه ‌هایی با دینامیک پیوسته و گسسته که با هم در تعاملند. روش‌ های کنترل بهینه در کنترل این سامانه‌ ها سهم به‌سزایی دارند که از آن میان کنترل پیش‌بین بیش‌ تر مورد توجه قرار گرفته است. کنترل‌کننده ارایه شده در این روش کلیه ویژگی‌ های کنترل پیش‌بین کلاسیک را داراست و به‌علت استفاده از روش برنامه نویسی مربعی در حل مسئله بهینه‌سازی، محاسبه‌ های آسانی دارد. روش کنترل ارایه شده در این مقاله بر اساس روش کنترل پیش‌بین افزایشی تعمیم‌یافته (GIPC) و بر پایه مدل تکه‌ای خطی معین PWA طراحی شده است. این روش بر روی یک فرایند خنثی‌سازی pH اعمال و با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی شده است. نتیجه‌های شبیه‌سازی، مؤیّد عملکرد مناسب کنترل‌کننده با وجود تغییرهای نقطه‌ های مرجع و تغییرهای نرخ حجمی بافر می‌ باشد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Branicky M.S., "Introduction to Hybrid Systems", MSc. Dissertation, ECE, Case Western Reserve University Cleveland, OH 44106, U.S.A, 91-117. (2006).

[2] Jafari, M.R., Salahshoor, K., Adaptive Predictive Controllers Using a Growing and Pruning RBF Neural Network, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 30(2): 125-138 (2011).

[3] Nejati, A., Shahrokhi, M. and Mehrabani A., Adaptive Input-Output Linearization Control of pH Processes, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 27)3(: 25-35 (2008).

[4] بزرگمهری، رامین؛ احسانی­فرد، جواد؛ کنترل غیر خطی فرایند pH با استفاده از مد انتگرال کنترل کنندة لغزشی در حضور عدم قطعیت مدل، "نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران"، تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران (1383).

[5] Lazar C., Razvan, P. and De Keyser, R., Nonlinear Predictive Control of a pH Process, “17th European Symposium on Computer Aided Process Engineering”, ESCAPE 17, Plesu V. and Agachi P.S. (Editors), Elsevier B.V., 27-30 May, Bucharest, Romania, 1-6. (2007).

[6] ملا احمدیان کاسب، حامد؛ کریم پور، علی؛ پرویز، ناصر؛ سیستم­های تکه­ای خطی تبار مستقیم: کلاس جدیدی از سیستم­های هایبرید با دینامیک­های خطی تبار و مرزهای کلیدزنی قابل تنظیم، مجله کنترل، (1)6 : 21 تا 29 (1391).

[7] Dumousseaud, C., "Physical and Biological Forcings on the Carbonate Chemistry in the North Atlantic Ocean", PhD. Dissertation, Faculty of Engineering, Science and Mathematics, School of Ocean and Earth Science, University of Southampton. (2010).  

[8] Nekoofar M. H., Namazikhah M. S., Sheykhrezae M. S., Mohammadi M. M., Kazemi A., Aseeley Z., Dummer P.M.H., pH of Pus Collected from Periapical Abscesses, International Endodontic Journal 42: 534–538, (2008).  

[9] Gomez J.C., Jutan A. and Baeyens E., Wiener Model Identification and Predictive Control of a pH Neutralization Process, IEE Proceeding Control Theory and Applications, 151)3(  329-338 (2004).

[10] Saad Saoud L., Fayçal R., Victor. T, Baddari, K., Modeling pH Neutralization Process Using Fuzzy Dynamic Neural Units Approaches, International Journal of Computer Applications, 28(4): 22-29 (2011).

[11] موحدی، محمد حسن؛ اسماعیلی، منصوره؛ راهکاری برای واحدهای فرایندی در بهینه سازی مصرف انرژی، مجله صنعت هوشمند، (1)16 : 42 تا 49 (1392).

[12] Herceg M., "Real-Time Explicit Model Predictive Control of Processes",PhD. Dissertation, ECE, Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Chemical and Food Technology, Institute of Information Engineering, Automation, and Mathematics. (2009).

[13] Lazar M., "Predictive Control Algorithms for Nonlinear Systems", PhD. Dissertation, Gh. Asachi Technical University of Iasi, România. (2009).

[14] Necoara I., "Model Predictive Control for Max-Plus-Linear and Piecewise Affine Systems", PhD. Dissertation, University of Bucharest Geboren te Vrancea (Tulnici), Romania. (2006). 

[15] Olaru S., Dumur D., Thomas J., Zainea M., "Predictive Control for Hybrid Systems, Implications of Polyhedral Pre-computations", in: Proceedings of the International Conference on Hybrid Systems and Applications, Lafayette, LA, USA, May 2006: Part II, Elsevier, 2(2): 510–531 (2008).

[16] Stevek J. and Kozak S., Matlab Toolbox for PWA Identification of Nonlinear Systems, in: "18th International Conference on Process Control", Tatranská Lomnica, Slovakia, 111-118, June 14–17, (2011).

[17] شفیعی، قباد؛ عارفی، محمدمهدی؛ جلالی، علی­اکبر؛ جاهدمطلق، محمدرضا؛ کنترل پیشبین غیرخطی پروسه خنثی­سازی pH بر اساس مدل وینر تکه­ای خطی، "یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران"، ایران، تهران، دانشگاه تربیت مدرس (1385).