Search

Browse

• Communities
• Authors
• Year
• Titles
• Subjects

My Space

• Login

Implementation of model predictive control in servomechanisms and industrial reactors

Sperelaki Antonia

Full record

---

Summary

Στον σύγχρονο βιομηχανικό τομέα, ο έλεγχος διεργασιών πραγματοποιείται μέσω διαφόρων τεχνικών και μεθοδολογιών, οι περισσότερες εκ των οποίων βασίζονται στο μαθηματικό μοντέλο της διεργασίας. Συμβατικές μέθοδοι ελέγχου, καθώς και ορισμένες μορφές βέλτιστου ελέγχου, εφαρμόζονται κυρίως σε γραμμικά συστήματα απλουστευμένων μη-γραμμικών μοντέλων, ή σε μη-γραμμικά συστήματα σχετικά απλών προβλημάτων. Όταν πρόκειται για πολύπλοκα προβλήματα, όπως συστήματα πολλαπλών εισόδων-εξόδων, με ταυτόχρονη επίδραση διαταραχών, με ύπαρξη αυστηρών περιορισμών και με παρουσία ισχυρά μη-γραμμικών μοντέλων, καθίσταται αναγκαία η χρήση προηγμένων μεθόδων ελέγχου. Στα πλαίσια αυτά, γίνεται λόγος για τον Προβλεπτικό Έλεγχο βάση μοντέλου (Model-Based Predictive Control, MPC), ένα είδος προηγμένου ελέγχου που παρουσιάζει ιδιαίτερη άνθιση τις τελευταίες δεκαετίες. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η εισαγωγή στην έννοια του Προβλεπτικού Ελέγχου και η δημιουργία ενός αναλυτικού εγχειριδίου, για την προσομοίωση απλών συστημάτων ελέγχου, μέσω της εφαρμογής «MPC Designer» της «Matlab». Αρχικά, παρουσιάζονται τα βασικά σημεία της θεωρίας του, όπως η στρατηγική που ακολουθείται, το πρόβλημα βελτιστοποίησης που επιλύεται και οι σχεδιαστικοί παράμετροι που ρυθμίζονται. Έπειτα, παρατίθενται δυο παραδείγματα εφαρμογής του σε περιβάλλον «Matlab», μέσω της διαθέσιμης βιβλιοθήκης, καθώς και οι αναλυτικές οδηγίες για τον αναγνώστη, ώστε να μπορέσει να τα υλοποιήσει και να αξιολογήσει την επίδοση τους. Το πρώτο παράδειγμα αφορά το μοντέλο ενός σερβομηχανισμού θέσης και είναι γραμμικό, ενώ το δεύτερο αφορά το μοντέλο ενός αντιδραστήρα συνεχούς ανάδευσης και είναι μη-γραμμικό. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την εμπειρική μέθοδο «Ziegler-Nichols», πραγματοποιείται σχεδίαση συμβατικών ελεγκτών για το μοντέλο του αντιδραστήρα, και αφού επιλεγεί αυτός με την καλύτερη επίδοση, συγκρίνεται με την επίδοση του προβλεπτικού ελέγχου. Τέλος, αξιολογώντας τα αποτελέσματα σύγκρισης, ο προβλεπτικός ελεγκτής ανταποκρίνεται πολύ πιο γρήγορα και με λιγότερες διακυμάνσεις, γεγονός που αποδεικνύει την υπεροχή του έναντι συμβατικών μεθόδων.

Available Files

Services