طراحی کنترل کننده پیش بین غیرخطی مبتنی بر مدل برای کنترل دمای کلاس خاصی از راکتورهای شیمیایی ناپیوسته

در این مقاله از کنترل کننده پیش بین غیرخطی برای کنترل دمای یک راکتور شیمیایی ناپیوسته دارای سیم پیچ سرمایشی استفاده شده است. هدف اصلی از اعمال کنترل کننده پیش بین غیرخطی، کمینه کردن اختلاف بین مقادیر آینده خروجی و مقادیر مرجع، با در نظر گرفتن قیود مسیله روی ورودی یا حالت های سیستم است. در این روش، خروجی آینده سیستم بر مبنای مدلی از آن، پیش بینی شده و با تعریف تابع هزینه و اعمال قیود مسیله روی ورودی یا حالت های سیستم، به دنبال به دست آوردن تلاش کنترلی بهینه برای کمینه کردن تابع هزینه خواهیم بود. از مزایای استفاده از این روش می توان به استفاده صریح از مدل فضای حالت غیرخطی، امکان بهینه سازی حالت فعلی با در نظر گرفتن حالت های آینده، اعمال قیدهای مد نظر در مسیله بهینه سازی، تنظیم ساده کنترل کننده، کاهش دادن اثر اغتشاش و نویز قابل اندازه گیری، امکان پیش بینی رخدادهای آینده و اتخاذ اعمال کنترلی متناسب با آنها اشاره کرد که کنترل کننده های مرسوم نظیر PID و LQR نقایص بزرگی در مقابل آن خواهند داشت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی نمایان گر عملکرد مطلوب کنترل کننده در ممانعت از بالاتر رفتن دمای راکتور از محدوده مجاز و دستیابی به حالت بهینه برای تبدیل مواد اولیه به محصول نهایی هستند.

Keywords:

کنترل پیش بین غیرخطی مبتنی بر مدل , کنترل پیش بین , مدل فضای حالت غیرخطی , راکتور شیمیایی ناپیوسته , کنترل دما