A Study on optimal control and on-lin observation of gas pipelines
Gaz boru hatlarının eniyi denetimi ve gerçek zamanlı gözlemlenmesi üzerine bir çalışma
- Tez No: 76094
- Danışmanlar: PROF. DR. TANSU MEHMETOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gaz boru hatları, kararsız akış, eniyi denetim, gerçek zamanlı gözlemleme, Kalman filter gözleyicisi, Kalman filter algoritması, Gas pipeline, transient flow, optimal control, online observation, Kalman filter observer, Kalman filter algorithm
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
GAZ BORU HATLARININ ENİYİ DENETİMİ VE GERÇEK ZAMANLI GÖZLEMLENMESİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA Durgut, İsmail Doktora, Petrol Ve Doğal Gaz Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. M. Tanju Mehmetoğlu Ortak Tez Yöneticisi: Doç. Dr. M. Kemal Leblebicioğlu Eylül 1998, 171 Sayfa Bu çalışmada boru hatlarinda kararsız gaz akışı; benzetim, eniyi denetim ve gerçek zamanlı gözlemleme bakış açılarıyla geniş bir şekilde çalışıldı. Öncelikle, varyasyonlar matematiği ilkelerini kullanan genel bir eniyi denetim yaklaşımı geliştirildi. Bu yaklaşım enerji tüketimini kabul edilebilir bir düzeyde tutarken gaz boru hattı çıkış basıncını daha önceden belirlenmiş bir değerin etrafında tutmaya çalışan eniyi işletme izleneğini bulmaya çalışır. Yaklaşım eniyi denetim teorisi araçlarını kullanır. Boru hattında gazakış dinamiğini tanımlayan kısmi diferansiyel denklemleri doğrudan kullanılmıştır. Belirli bir performans göstergesini enaza getirecek gerekli koşullar sonsuz boyutlu modelden gelir. Diğer taraftan doğal gaz taşıyan boru hatlarının eniyi işletme izleneğini bulmaya çalışmak talep tahminlerindeki sapmalardan kaynaklı durum kestirimi sorunuyla karşı karşıyadır. Bu nedenle daha önceden eniyi denetleme yöntemiyle bulunmuş durum değişkenlerindeki sapmaları kestirme amacıyla Kalman süzgeç tabanlı bir gözleyici tasarımı beklenen tüketim eğrisi etrafında gerçekleştirildi. Gözleyici boru hattında gaz akışını tanımlayan kısmi diferansiyel denklemlerin doğrusal biçimleri üzerine kuruldu. / Her ne kadar doğrusal gözleyici sadece eniyi denetim etrafında değil herhangi bir temel durum etrafında kullanılabilse bile hala gerçek zamanlı durum kestirimi temel durumunun bulunma işlemini gerektirir. Bu da boru hatlarında gerçek zamanlı durum kestiriminin oldukça karmaşık bir yoludur. Diğer taraftan 1960'lardan beri yoğun olarak çalışılan Kalman süzgeci gerçek zamanlı durum kestirimi için kullanılmaktadır. Bu nedenle boru hattı boyunca gerçek zamanlı basınç ve akış hızıkestirimi amacıyla bir Kalman-süzgeç tabanlı doğrusal olmayan gözleyici tasarlanmıştır. Diğer taraftan, bahsedilen durum kestirimi için daha güçlü bir yöntem vardır. Ayrık Kalman süzgeç algoritması adıyla anılan yöntem ayrık-veri süzgeçleme sorunlarına verimli bir sayısal-çevrimsel çözüm üreten matematiksel denklemler sistemidir. Bu çevrimsel ayrık veri süzgeçlememe algoritmasıyla doğal gaz boru hatları için gerçek zamanlı durum kestirimi gerçekleştirilmiştir. Kestirim algoritması boru hattı boyunca gaz akışını tanımlayan doğrusal olmayan kısmi diferansiyel denklemlerin ayrık biçimlerini kullanmaktadır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT A STUDY ON OPTIMAL CONTROL AND ON-LINE OBSERVATION OF GAS PIPELINES Durgut, Ismail Ph.D., Dept. of Petroleum And Natural Gas Engineering Supervisor: Prof. Dr. M. Tanju Mehmetoğlu Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. M. Kemal Leblebicioğlu September 1998, 171 Pages In this study, transient gas flow in pipeline was extensively studied from the point of view of simulation, optimal controlling and on-line observation. First, a general optimal control approach employing the principles of calculus of variations has been developed to determine the best operating strategies that try to keep outlet pressure of gas transmission pipelines about a predetermined value while achieving reasonable energy consumption. The method exploits analytical tools of optimal control theory. A set ofpartial differential equations characterizing the dynamics of gas flow through a pipeline is directly used. The necessary conditions to minimize the specific performance index come from the infinite dimensional model. However seeking optimal operating policy by an off-line controller for pipelines carrying natural gas has an inherent state estimation problem associated with deviations from demand forecast. Therefore a Kalman filter based observer was designed for the real-time estimation of deviations from the states previously obtained by an optimal controller, around an expected demand function. The observer is^ based on the linearized form of nonlinear partial differential equations which are state-space representation of gas flow through / pipeline. Although linearized observer can be utilized not only around optimal conditions but also any bias state, it is still necessary to compute the states prior to on-line estimation. State estimation around any bias state is in fact a too rigorous way of real time state estimation. However, the Kalman filter studied extensively since I960' s can be used directly forreal-time estimation of the states namely pressure and flow rate distribution in pipeline. Therefore a Kalman- filter based nonlinear observer was developed for real time estimation of states of natural gas pipelines. On the other hand, there exist another powerful method to perform the above mentioned estimation. It is called discrete Kalman filter algorithm which is a set of mathematical equations that provide an efficient computational (recursive) solution to the discrete-data filtering problem. Based on this recursive discrete data filtering algorithm, an estimator was developed for real-time estimation of states of natural gas pipelines. The estimator uses the discretized form of the nonlinear partial differential equations for transient gas flow through pipeline.
Benzer Tezler
- Topology and bandwidth adaptation in optical WDM backbone networks with dynamic traffic
Değişken veri trafikli optik WDM omurga ağlarında topoloji ve bant genişliği uyarlama
AYŞEGÜL GENÇATA
Doktora
İngilizce
2003
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
- Taban operatörlerine açılım yöntemi ile enerji spektrumunun belirlenmesi: Kuvantum anharmonik salıncı
Başlık çevirisi yok
EBRU NUHOĞLU
- Trehaloz ve iodiksanol içeren Tris bazlı sulandırıcılarla dondurulan köpek epididimal spermatozoalarının eritme sonrası spermatolojik özellikleri
Post-thaw spermatological characteristics of canine epididymal spermatozoa frozen with Tris based extenders containing trehalose and iodixanol
MAMET ÇEŞMECİ
Doktora
Türkçe
2024
Veteriner Hekimliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaDölerme ve Suni Tohumlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER BARAN
- Robot kollarda optimal yörünge planlaması
Optimal trajectory planning for robotic pulators
S.HAKAN ÖZKIPÇAK
- Mekanik manipülatörlerde optimal yörünge planlaması
Optimum path planning for mechanical manipulators
A.YÜCEL YAZICI