Sürekli-zaman genelleştirilmiş öngörmeli kontrolün (CGPC) bir biyoreaktöre uygulanması
Application of continuous-time generalized predictive control (CGPC) to a bioreactor
- Tez No: 131415
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
ÖZET Doktora Tezi SÜREKIİ-ZAMAN GENELLEŞTtRLMÎŞ ÖNGÖRMELİ KONTROLÜN (CGPC) BÎR BİYOREAKTÖRE UYGULANMASI SunaERTUNÇ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Mustafa ALPBAZ Bu çalışmada, havalı koşullarda Saccharomyces cerevisiae mikroorganizmasının çoğaltıldığı kesikli olarak işletilen, soğutma ceketli bir biyoreaktörün çoğalma ortamı sıcaklığı, prosesin sürekli-zaman modeline dayanan Sürekli-zaman Genelleştirilmiş Öngörmeli Kontrol (CGPC) yöntemi ile önceden belirlenmiş olan optimum değerinde kontrol edilmiştir. Bu amaçla soğutma suyu akış hızı ayarlanabilen değişken olarak seçilmiştir. Yapılan çalışına kapsamında öncelikle biyoreaktörün açık-hat işletimi gerçekleştirilerek mikroorganizma çoğalması sırasındaki dinamik davranışı incelenmiştir. Ayarlanabilen değişken olarak seçilen soğutma suyu akış hızına verilen pozitif ve negatif basamak etkiler sonucu, çıkış değişkeni olan biyoreaktör sıcaklığının değişimi verileri doğrusal regresyon ile bilgisayar ortamında değerlendirilerek prosesin birinci mertebeden ölü zamanlı modele uygunluğu araştırılmıştır. Buna göre kontrol çalışmalarında kullanılacak sürekli-zaman modelin mertebesi tespit edilmiştir. Kontrol algoritmasında yer alan sürekli-zaman modelin parametrelerini yinelemeli olarak kestirilebilmek amacıyla MATLAB programlama dili kullanılarak Sürekli- zaman Yinelemeli En Küçük Kareler (Continuous-time Recursive Least Square (CRLS)) algoritması oluşturulmuştur. Bunun yanısıra uygun veri girişi ile Kesikli-zaman Yinelemeli En Küçük Kareler (Discrete-time Recursive Least Square (DRLS)) algoritmasının da sürekli-zaman model parametrelerinin kestiriminde kullanılabileceği ortaya konmuştur. Her iki kestirim algoritmasının performansı da farklı girdi sinyalleri (basamak, kare dalga, PRBS ) ve model mertebeleri (1, 2 ve 3) için teorik olarak sulanmıştır. Kontrol çalışmalarının ilk aşamasında, sürekli-zaman model temeline dayanan geleneksel üç terimli PID kontrol edici teorik olarak uygulanmıştır. Farklı set noktası değişimi durumunda performansı değerlendirilmiştir. CGPC kontrol algoritmasında yer alan kontrol edici parametrelerinin en uygun değerleri belirlendikten sonra MATLAB'da kodlanan algoritmanın performansı farklı set noktası değişimleri için incelenmiştir. 2003, 119 sayfa Anahtar Kelimden Sürekli-zaman Genelleştirilmiş öngörmeli Kontrol (CGPC), Sürekli-zaman Yinelemeli En Küçük Kareler Yöntemi (CRLS), sıcaklık kontrolü, S.cerevisiae, sistem tanımlama
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph-D. Thesis APPLICATION OF CONTINUOUS-TIME GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL (CGPC) TO A BIOREACTOR SunaERTUNÇ Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor Prof.Dr. Mustafa ALPBAZ In the present research, growth medium temperature of a cooling batch bioreactor in which Sacchaoromyces cerevisiae growth at aerobic condition was controlled by using Continuous- time Generalised Predictive Control (CGPC) algorithm at previously predicted optimum value. Cooling water flow rate was choosen as the manipulated variable for control. At first step of the research, microorganism concentration of the bioreactor was investigated on open-loop dynamic cases. In the face of positive and negative step changes of cooling water flow rate, the bioreactor temperature changes was obtained and the data was used for parameters identification of a first order system model with a dead time. Also order of the model was investigated. A continuous-time Recursive Least Square (CRLS) algorithm with MATLAB programme was utilized for on-line recursive parameters identification of a continuous-time system model. A discrete-time Recursive Least Square (DRLS) algorithm was also used succesfully for the same purpose. Performances of the both identification algorithm were investigated teoretically for several input signals (step, square wave and PRBS) and various order of model (first and second orders). At the beginning of the control study, the conventional three term (PID) control based upon continuous-time model was applied theoretically. The control performance was observed in the face of theoretically. The control performance was observed in the face of various set point changes. The performance of CGPC algorithm which the best control parameters previously chosen, was investigated under various set point changes on MATLAB coding. 2003, 119 pages Key Words : Continuous-time Generalized Predictive Control (CGPC), Continuous-time Recursive Least Square Method (CRLS), temperature control, S.cerevlsiae, system identification
Benzer Tezler
- Implementations of novel cellular nonlinear and cellular logic networks and their applications
Yeni hücresel doğrusal olmayan ve hücresel lojik ağların gerçeklemeleri ve uygulamaları
RAMAZAN YENİÇERİ
Doktora
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Vibration analysis of rotating beam structures made of functionally graded materials in a thermal environment by generalized differential quadrature method
Fonksiyonel derecelendirilmiş dönen kiriş yapıların ısıl ortamda genelleştirilmiş diferansiyel kareleme yöntemi ile titreşim analizi
MUSTAFA TOLGA YAVUZ
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- LSTM-based prediction of PM2.5 and PM10 air pollution: A case study of İstanbul, Turkiye
Türkiye'de PM2.5 ve PM10 hava kirliliğinin LSTM ile tahmini: İstanbul örneği
OMAR WISAM AHMED AL-QAYSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. DURSUN ZAFER ŞEKER
- Sürekli zaman genelleştirilmiş öngörülü denetleyici ile F-16 uçuş denetim sistemi tasarımı
F-16 flight control system design by using continuous time generalized predictive control
HÜSEYİN AKTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DEMİRCİOĞLU
- Gönde ve sügönde denetim yöntemlerinin gerçek bir sisteme uygulanması ve kıyaslanması
Application and comparison GPC and CGPC control methods on a real system
ERCAN KARASU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN DEMİRCİOĞLU