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: Bira mayası, Sürekli zaman genelleştirilmiş öngörülü denetim, Sıcaklık denetimi, Continuous-time Generalized Predictive Control (CGPC), Continuous-time Recursive Least Square Method (CRLS), temperature control, S.cerevlsiae, system identification, Yeast, Continuous-time generalized predictive control
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
Benzer Tezler
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Adolesan intihar girişimlerinin psiko-sosyal nedenleriyle ilgili araştırma
Başlık çevirisi yok
NAZMİYE YÜKSEL
- Çocuklarda akut stres hiperglisemisinde hormonal değişikliklerin ve kısa süreli prognozun incelenmesi
Başlık çevirisi yok
AYGÜN DİNDAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Çocuk Sağlığı ve Hastalıklarıİstanbul ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Hemşireliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA GÜNÖZ
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Regresyon analizi ve Türkiye üzerine bir deneme buğday üretiminin tahmini
Başlık çevirisi yok
MACİT MESUT ÖZMEN