Modelling and control for level separator with unstable flow using intelligent controller
Akilli denetleyici kullanarak kararsiz akişli seviye ayirici için modelleme ve kontrol
- Tez No: 795410
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDUL RAHMAN HUSSIAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Ham petrol ve doğal gaz üretim tesisleri için üç fazlı ayırıcı kontrol sistemleri bu tezin ana odak noktasıdır. Özellikle ayırıcılara giren sıvı miktarı kadar basınçta da büyük dalgalanmalara maruz kalan üretim tesileri konu edinilmiştir. Dalgalanma, bu sistemleri ve ayırıcıları besleyen kuyulardaki ani basınç değişimlerinin sonucudur. Bu nedenle, denetleyici sistem kararlılığını koruyamaz hale gelmektedir. Bu tezin diğer amacı, sistemin özelliklerine dayalı olarak şu anda yürürlükte olanlardan daha akıllı denetleyici ayarlamasını mümkün kılmaktır. Amaç, sistemi çalışır halde tutmak ve sonuçta düzgün çalışmasını sağlamaktır. Sistemin matematiksel modeli sistemin tüm parametrelerini içermektedir. Sistemin yapısını doğrulamak ve geliştirmek amacıyla çoklu giriş, çoklu çıkış sistemindeki tüm unsurlar göz önüne alınmış ve gerçek pratik sistemin bire bir simülasyonu oluşturulmuştur. MATLAB ve SIMULINK kullanılarak sanal bir sistem uygulaması geliştirilmiş ve simülasyon sonuçları elde edilmiştir. PID (Orantılı - İntegral - Türev) denetleyiciler günümüzde sistemlerin kontrolünde hala başarılı bir şekilde kullanılsa da, bazı durumlarda yüksek dalgalanmalar karşısında sistem kararlılığını korumakta zorlanmaktadırlar. Bu tezde tasarlanan PID denetleyici, önerilen çalışma ile karşılaştırma için bir temel sağlamayı amaçlamaktadır. Tezin konusu bu sistem, doğrusal olmayan bir sistemden ayar noktasının yakınında doğrusal bir sisteme dönüştürülmelidir. Doğrusallaştırma olarak bilinen bu teknik, PID denetleyicinin doğrusal olmayan bir sistemde normal şekilde çalışmasına izin verir. Akıllı denetleyicilerin doğrusal ve doğrusal olmayan sistemlerde iyi sonuçlar vermktedir. Akıllı denetleyiciler fonksiyonlarını en etkin şekilde lineer sistemlerle gerçekleştirdikleri için önerilen bu yöntem lineerleştirmeden faydalanmaktadır. Yukarıda bahsedilen dönüşümün nedeni budur. Bir PID denetleyiciyle karşılaştırıldığında, akıllı bir bulanık mantık denetleyicinin kullanılması, sistemin daha kararlı olmasına, toplam kararlılık durumuna daha çabuk ulaşmasına ve mümkün olan en düşük kararlı durum hatasına sahip olmasına yardımcı olur. Bulanık mantık denetleyicinin çok iyi bir performansa sahip olmasına rağmen, gürültü seviyesinde bir artış olduğunda bulanık mantık denetleyiciden gelen sinyal oldukça değişkenlik göstermektedir. Bir ANFIS (Uyarlanabilir Nöro-Bulanık Çıkarım Sistemi) denetleyicisi, sistemi stabilize edememe ve kontrol sinyalindeki dalgalanma gibi daha önceki denetleyicilerin karşılaştığı tüm sorunları çözebilmektedir. Bunun nedeni, denetleyiciyi başarılı kılan çok sayıda özelliğe sahip olmasıdır. Ayırıcı sistemlerindeki sorunlar, akıllı denetleyiciler kullanılarak sistemlerin daha az sorunla ve daha kısa durma süreleriyle uygun koşullarda çalıştırılması sağlanabilir. Ayrıca önerilen akıllı denetleyiciler benzer sistemlerde kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
The three-phase separator control systems for crude oil and natural gas production plants are the primary focus of this thesis. Especially those that are subject to a large fluctuation in pressure as well as the amount of fluid entering the separators. The fluctuation is the result of sudden pressure changes in the wells that feed those systems and separators. Because of this the controller fails to keep system stability. The other objective of this thesis is to implement a tuning approach for more intelligent controls than those currently in place based on the system's characteristics. The aim is to keep the system from stopping and hence maintain its proper operation. The entire system's mathematical model incorporates all of the processing parameters. It deals with all of the elements in a multiple input, multiple output system for the purpose of verifying and developing the structure of the system, and it is one-to-one simulation of the actual practical system. MATLAB and SIMULINK are used to implement a virtual system in order to obtain simulation results. Even though PID (Proportional - Integral - Derivative) controllers are still successfully used for systems today they in some cases suffer from maintaining system stability in the face of high fluctuations. The PID controller designed in this thesis is aimed at providing a basis for comparison with the work proposed. Since this system is a non-linear one it must be transformed from a non-linear system into a linear system in the proximity of the set point. This technique, which is known to as linearization, allows the PID controller to operate normally on a non-linear system. Intelligent controllers can work well with both linear and non-linear systems. This proposed method makes use of linearization since intelligent controllers perform their functions most effectively with linear systems. That is the reason of the afore mentioned transformation. When compared to a PID controller, the utilization of an intelligent fuzzy logic controller helps the system to be more stable, achieve the state of total stability more quickly, and have the lowest steady-state error possible. Despite the fact that the fuzzy logic controller has excellent performance, the signal from the fuzzy logic controller is highly volatile when there is an increase in the noise level. An ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System) controller is able to solve all of the issues that were encountered by earlier controllers, such as the inability to stabilize the system and fluctuation in the control signal. This is due to the fact that it has a multitude of characteristics, all of which combine to make it extremely useful. Problems in separator systems can be solved by employing intelligent controllers and operating the systems in favorable conditions, which include fewer problems and shorter periods of time during which they are exposed to shutdowns. In addition, intelligent controllers proposed could be used in systems that are similar.
Benzer Tezler
- Birleşik alternatif akım-doğru akım sistemlerinde geçici hal kararlılığında değişik bir yaklaşım
Başlık çevirisi yok
KÜRŞAT AYAN
Doktora
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN TARKAN
- Bir benzinli motorun türbülanslı akış alanlarının incelenmesi
The Investigation of the turblent flow fields in the motored S.1. engine
AHMET ERDİL
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Delta kanat hücum kenarı eklentilerinin boylamsal ve yanal stabiliteye etkilerinin incelenmesi
Investigation of longitudinal and lateral stability on a delta wing with leading edge extension
AYŞE SİBEL YALAZ ECE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Bilgi teknolojileri projelerinde risk ve performans arasındaki ilişkinin incelenmesi
Research of relationship between risk and performance in it projects
GÖZDE ÇELİKEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgi ve Belge Yönetimiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FETHİ ÇALIŞIR
- Basınçlı su reaktörleri U borulu buhar üreteçlerinin termo-hidrolik modellenmesi
Thermal-hydraulic analysis of U-tube steam generators for gressurized water reactors
SÜLEYMAN ÖZKAYNAK