PEM yakıt pilli bir mikro-kojenerasyon sistemi için kendi kendini ayarlayan PI denetleyici
Self-tuning PI controller for a PEM fuel cell micro-cogeneration system
- Tez No: 338212
- Danışmanlar: PROF. DR. SALMAN KURTULAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu çalışmada, Polimer Elektrolit Membran yakıt pili temelli bir mikro-kojenerasyon sistemi içindeki Yüksek Sıcaklık Dönüşüm reaktörünün katalizör bölgesindeki sıcaklık kontrolü sunulmaktadır. Basamak giriş sinyali ile uyartım ve model geçerleme/ model doğrulama süreçleri sonrasında üç geçerli sistem modeli elde edilmiştir. Katalizör bölgesindeki sıcaklığın anlık ve referans değerlerine göre ilgili sistem modelinin belirlenmesi ve modele uygun Oransal-İntegral (PI) denetleyicinin gerçekleştirilmesi hassas bir sıcaklık kontrol sistemi oluşturmaya olanak sağlamıştır. Tezde önerilen ve ayar parametreleri açısından tamamen model parametrelerine bağlı olan ayar kuralı, çoğu mevcut yöntemden farklı olarak basit, analitik, uygulaması kolay ve özellikle sıcaklığın kontrol edildiği endüstriyel proseslerde tercih edilen kritik sönümlü kapalı çevrim yanıtını sağlayan özelliktedir. Önerilen yöntem, kontrol işaretindeki değişimi de sınırlandırmış ve böylece ani değişimler yaparak eyleyicilere zarar verecek bir kontrol işareti engellenmiştir. Referans sıcaklık değerleri, üç çalışma bölgesi için de hiçbir sürekli-hal hatası olmaksızın takip edilebilmiştir. Denetleyici, bu özellikleriyle endüstriyel proseslere uygulanabilir bir yapıdadır. Parametre belirsizlikleri durumunda denetleyici parametrelerinin güncellenmesi işlemi ise proses güvenliğinin sağlanması için operatörün tercihine bırakılmıştır. Böylece, kendi kendini ayarlayan yarı-otomatik bir endüstriyel kontrol sistemi gerçeklenmiştir. Önerilen bu kontrol sistemi için geliştirilmiş olan gerçek-zamanlı benzetim modelinde çıkış yanıtının anlık olarak görüntülenebilmesi ve operatörün karar mekanizmasının benzetim modeline dahil edilmesi ile endüstriyel prosesin gerçek-zamanlı test prosedürü de başarıyla temsil edilebilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, temperature control in the catalyst section of High Temperature Shift reactor within a Polymer Electrolyte Membrane fuel cell based micro-cogeneration system is presented. After step input excitation and model validation/model verification processes, three valid system models were acquired. Determination of the relevant system model according to the instant and reference values of the catalyst temperature and implementation of the Proportional-Integral (PI) controller suitable for the model, enabled to accomplish an accurate temperature control system. Unlike most available methods, the proposed tuning rule depending totally on the model parameters as tuning parameters is simple, analytical, easy to implement and ensures the critically damped closed loop response which is preferred especially in industrial processes in which the temperature is controlled. The proposed method also limited the variation of the control signal, so a control signal having sudden changes and causing a damage in the actuators was prevented. The reference temperature values were tracked without any steady-state error for three operating regions. The controller is in a applicable structure to industrial processes with these features. In case of the parameter uncertainty issue, the task of updating the controller parameters was left to the operator's preference for the purpose of process safety. Thus, a semi-automatic self tuning industrial control system was implemented. By instant viewing of the output response and inclusion of the operator's decision mechanism in the developed real-time simulation model for this proposed control system, the real-time test procedure of the industrial process could also be successfully represented.
Benzer Tezler
- Monolit kanallı katalizörlerde doğalgazdan hidrojen eldesinin ve doğalgaz - hidrojen karışımlarının yakılmasının deneysel ve teorik analizi
Experimental and theoretical analysis of hydrogen production from natural gas and combustion of natural gas - hydrogen mixtures on monolith catalysts
ASLI SAYAR
Doktora
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDİL ESKİN
- Development of platinum containing electrocatalysts supported on hybird material of PEM fuel cell
PEM yakıt pili hibrit malzemesi üzerinde desteklenen platin içerli elektrokatalizörlerin geliştirilmesi
AHMED ALJANABI
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILSER DEVRİM
PROF. DR. ŞENİZ ÖZALP YAMAN
- Pem yakıt pillerinde su yönetiminin iyileştirilmesi için hidrofobik malzeme geliştirilmesi
Development of hydrophobi̇c material for improvement of water management in pem fuel cells
AYŞENUR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN
- PBI esaslı PEM yakıt pilindeki suyun transferi
Water transfer in PBI based PEM fuel cell
MUHAMMET ÇELİK
Doktora
Türkçe
2015
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GAMZE GENÇ
- İnsansız hava araçları için PEM tipi yakıt pili üretilmesi ve test edilmesi
Novel manufacturing and testing processes of PEM fuel cells for unmanned aerial vehicles
LEVENT SEMİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SANKIR
YRD. DOÇ. NURDAN DEMİRCİ SANKIR