در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

طراحی و پیاده سازی کنترل پیش بین غیرخطی مبتنی بر روش های هوشمند در پروسه های صنعتی (صنایع شیمیایی)

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
در این پایان نامه ضمن معرفی روش ها و جایگاه کنترل پیش بین مبتنی بر مدل در اتوماسیون صنایع شیمیایی، 3 الگوریتم طراحی کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل برای سیستم های غیرخطی ارائه می گردد. الگوریتم اول از یک مدل فضای حالت غیرخطی و فیلتر کالمن تعمیم یافته برای تخمین حالت های آن بهره گیری می کند و در الگوریتم دوم با بهره گیری از یک مدل ARMAX و به کارگیری الگوریتم های تخمین پارامتر، به یک کنترل کننده پیش بین تطبیقی دست پیدا خواهیم نمود. همچنین در الگوریتم سوم، یک الگوریتم کنترل پیش بین عصبی ارائه شده می باشد که بر یک مدل تابع تبدیل عصبی متکی بوده و در حل مسأله بهینه سازی نیز از شبکه عصبی چند لایه بهره گیری می نماید. متغیرهای اغتشاشی قابل اندازه گیری نیز در طراحی این کنترل کننده ها، لحاظ شده اند. جهت مطالعه عملکرد الگوریتم های طراحی، مدل یک راکتور تانک همزن پیوسته در نظر گرفته شده و شبیه سازی های انجام شده در نقاط کار و شرایط مختلف نویز و اغتشاش، صحت عملکرد کنترل کننده های طراحی شده را تأیید می کنند. در مورد الگوریتم پیش بین عصبی نیز رهنمون های سودمندی در خصوص انجام شناسایی و دستیابی به مدل عصبی مناسب ارائه گردیده می باشد. در طراحی صورت گرفته امکان ارتباط با یک سیستم آشکارسازی و تشخیص خطا برای تصحیح عملکرد کنترل کننده فراهم شده می باشد. به علاوه استاندارد تبادل داده OPC در طراحی کنترل کننده مورد بهره گیری قرار گرفته می باشد.
مقدمه
صنایع شیمیایی همواره به عنوان یکی از مهمترین و سودآورترین صنایع مطرح بوده اند. حجم گسترده کاربرد محصولات شیمیایی به عنوان مواد اولیه صنایع دیگر باعث شده تا صنایع شیمیایی و پالایش تأثیر استراتژیک و مهمی را اعمال کنند. ارزش افزوده محصولات این صنایع نسبت به مواد خام آنها که اکثراً نفت و گاز طبیعی می باشد سبب شده می باشد تا همچنان بر اندازه توجه و سرمایه گذاری در این بخش افزوده گردد. در کشور ما هم با در نظر داشتن وجود منابع عظیم نفت و گاز و لزوم بهره گیری مناسب از این نعمت های خدادادی، توجه بیشتری به زمینه های مختلف فعالیت های علمی و صنعتی در این صنایع را طلب می کند.
تابع فرآیندی به خصوص صنایع شیمیایی دارای ویژگی های خاص خود هستند که بهره گیری از کنترل کننده های ساده در آنها بهره وری مناسبی نداشته و در بسیاری موردها ناکارآمد می باشند. از طرفی گستردگی و پیچیدگی این صنایع و نیز وابستگی بخش های مختلف به هم، سبب شده می باشد تا برای پیاده سازی کنترل کننده های پیشرفته، بستر سخت افزاری و نرم افزاری مناسبی نیز باشد. ساختارهای اتوماسیون استاندارد با فراهم کردن این بستر علاوه بر افزایش کیفیت و اندازه تولید محصولات، باعث سهولت اجرای عملیات مختلف در یک مجتمع شده اند. اجرای کنترل فرآیند پیشرفته (APC) در قالب ساختار اتوماسیون استاندارد اندازه سوددهی قابل ملاحظه ای را نسبت به سرمایه گذاری اولیه، به دنبال داشته می باشد با پیاده سازی سیستم های اتوماسیون علاوه بر توزیع سیستم کنترل، می توان با به کارگیری روش های مناسب تبادل اطلاعات بین بخش های مختلف انسجام لازم را برای بهره گیری هرچه بهتر از سیستم موجود فراهم آورد. مزایای بهره گیری از ساختارهای مناسب اتوماسیون با در نظر داشتن پیشرفت هایی که در عرصه های مختلف سخت افزاری و نرم افزاری صورت گرفته به حدی می باشد که پیاده سازی یک سیستم اتوماسیون جامع و استاندارد به خصوص برای صنایع گسترده شیمیایی کاملاً ضروری می باشد، پیاده سازی های عملی سیستم های اتوماسیون در صنایع شیمیایی کشور نیز دو دسته اند، یک دسته دارای تجهیزات و ساختار قدیمی هستند و دسته دیگر سیستم های با تکنولوژی جدیدتر می باشند و غالباً توسط شرکت های خارجی سرمایه گذار نصب و راه اندازی شده اند. سیستم های قدیمی اتوماسیون برای پیاده سازی کنترل کننده های پیشرفته مناسب نیستند. متأسفانه علیرغم قابلیت به کارگیری روشهای کنترل فرآیند پیشرفته در سیستم های جدید، این امکان در اختیار صنایع شیمیایی کشور قرار نگرفته می باشد.
پایه روش های کنترلی که در کنترل کننده های فرآیند پیشرفته در صنایع شیمیایی مورد بهره گیری قرار گرفته اند، روش های کنترل پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) هستند این روش ها با در نظر داشتن ویژگی های خاص خود برای فرآیندهای شیمیایی بسیار مناسب هستند و امروزه در بسیاری موردها به کار رفته اند. موردها پیاده سازی عملی متعدد این کنترل کننده ها، نشان دهنده اندازه اهمیت آنها در صنایع شیمیایی می باشد.
تخمین آینده خروجی و حالت های سیستم آغاز در تئوری پیش بینی و تخمین کالمن برای سیستم های گسسته زمان در سال 1960 ارائه گردید. همچنین در سال 1963 پروپوی یک کنترل کننده با افق پیشرو یا جلورونده را معرفی نمود. بعدها در سال 1970 اشتروم بهره گیری از پیش بین ها را در کنترل حداقل واریانس گسسته زمان مطالعه نمود. وی روش چند جمله ای را برای طراحی پیش بین ها ارائه نمود. در کاری که اشتروم انجام داد کیفیت کنترل بسیار به خط مشی عملکردی که بایستی بهینه گردد وابسته بود. این بهینه سازی عموماً یک تابع هزینه تک مرحله ای در نظر گرفته شده بود.
با در نظر داشتن عدم پوشش کامل نیازهای صنایع مختلف توسط کنترل کننده های ابداع شده به خصوص در روبرو شدن با اندرکنش زیاد بین متغیرها و اغتشاشات مختلف، همچنان نیاز به کنترل کننده های پیشرفته ضروری به نظر می رسید. کوشش هایی که در دهه های 1960 و 1970 در ارتباط با کنترل پیش بین صورت گرفته بود زمینه مساعدی را برای ظهور کنترل کننده های پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) فراهم آورد. در این سال ها به گونه پراکنده روش های ابتدایی توسط شرکت های مختلف به کار گرفته شده بودند. به عنوان نمونه شرکت نفتی Shell در سال 1973 روشی مشابه DMC را به کار برد. اما اوین ارائه یک نمونه علمی و عملی کنترل کننده های پیش بین مبتنی بر مدل توسط ریچالت در سال 1976 و با معرفی روش کنترل پیش بینی مبتنی بر مدل ضربه MAC در یک کنفرانس صورت گرفت که اولین پیاده سازی عملی MPC ها نیز به شمار می آید.
عبارت MPC یک دسته از الگوریتم های کنترل کامپیوتری که رفتار آینده یک سیستم در یک افق مشخص را از طریق به کارگیری مدلی صریح و واضح از فرآیند، کنترل می کند تشریح می نماید در هر گام کنترلی، الگوریتم MPC یک دنباله حلقه باز از تنظیمات متغیرهای دستکاری شونده (MV) (متغیرهای ورودی) را به مقصود بهینه سازی رفتار آینده سیستم (متغیرهای کنترل شونده (CV) یا خروجی) محاسبه می کند که در نهایت دنباله ای از متغیرهای ورودی مناسب در افق تعریف شده برای کنترل جهت اعمال به سیستم به دست می آید. اولین درایه این دنباله به سیستم اعمال شده و عملیات پیش بینی و بهینه سازی در هر گام کنترلی که می تواند دوره نمونه برداری سیستم باشد، مجدداً انجام می پذیرد.
تعداد صفحه : 221
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار ارشد مهندسی برق: پیش بینی ترافیک و تعیین ابعاد و فهرست تجهیزات شبکه های تلفنی ثابت

***

—-

دسته‌ها: مهندسی برق

دیدگاهتان را بنویسید