MPC strategies for chemical engineering applications using the gams tool
GAMS aracını kullanarak kimya mühendisliği uygulamalarında MPC (model öngörülü kontrol) stratejileri
- Tez No: 936454
- Danışmanlar: PROF. HARVEY ARELLANO-GARCİA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Unıversıty Of Surrey
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Kimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, GAM'leri bir uygulama aracı olarak kullanarak, kimyasal mühendislik uygulamaları için MPC stratejileri geliştirme çizgisine odaklanmaktadır. Analiz için iki vaka çalışması seçilmiştir: dörtlü tank süreci ve CSTR süreci. İlk olarak, GAMs programında merkezi MPC'nin işleyişini gözlemlemek için seçilen dörtlü tank süreci için bir metodoloji oluşturulmuştur. Bu metodoloji, sistemi basit ve anlaşılır denklemlerle modellemeyi amaçlamaktadır ve Alvarado ve diğerleri (2011) tarafından yapılan çalışmaya dayanmaktadır. Bu amaçla, doğrusal olmayan denklemler bir çalışma noktası etrafında doğrusallaştırılır. Doğrusallaştırılmış denklemler göz önüne alındığında, sistemin formülasyonu doğrusal matris eşitlikleri olarak tanımlanır. Alvarado'nun çalışmasındaki değerler sınır koşulları ve çalışma koşulları olarak kullanılmıştır. Amaç fonksiyonu, girdilerin, çıktıların, sabit durum değerlerinin ve ayar noktasının katkısından oluşur. GAMs'de doğrusal olmayan programlama (NLP) problemi olarak formüle edilmiştir. İkinci olarak, MPC'nin CSTR'ye uygulanması NLP ile GAMs programına uyarlanmıştır. Bu amaçla geliştirilen metodoloji Limon ve ark.'nın (2008) çalışması dikkate alınarak tasarlanmıştır. Makalede en hızlı yanıt veren çalışma koşulu seçilerek doğrusal olmayan süreç modeli doğrusallaştırılmıştır. Dörtlü tank sürecine benzer şekilde, denklemler doğrusal matris eşitlikleri olarak tanımlanır. Dörtlü tank sürecinin aksine, amaç fonksiyonu girdi, çıktı ve ayar noktası değerlerine bağlıdır. Son olarak, dörtlü tank sürecindeki tanklar yerine CSTR'leri kullanarak yeni bir model oluşturulmuştur. Ortaya çıkan model yukarıda belirtilen süreçleri entegre eder. Yeni doğrusal matris eşitlikleri, dörtlü tank ve CSTR süreçlerindeki mevcut matrisleri birleştirerek oluşturulmuştur. Sınır koşulları ve çalışma koşulları diğer süreçler gibi makalelerden seçilmiştir. Ancak elde edilen denklemler ve matrisler GAMs programında yazılamamıştır. Bu çalışma yalnızca merkezi MPC yaklaşımına odaklanmaktadır. Gelecekte, diğer MPC'lerin stratejileri (merkezi olmayan MPC ve kooperatif MPC) dikkate alınacaktır. Ayrıca, simülasyon süresini iyileştirmek için çalışmalar yapılacaktır.
Özet (Çeviri)
This work focuses on the line of developing MPC strategies for chemical engineering applications, using GAMs as an implementation tool. Two case studies have been selected for the analysis: the quadruple-tank process, and CSTR process. Firstly a methodology for the selected quadruple-tank process was established to observe the operation of the central MPC in the GAMs program. This methodology aims at modelling the system with simple and understandable equations, and was based on work done by Alvarado et al (2011). To this aim, nonlinear equations are linearized around an operating point. In view of the linearized equations, the formulation of the system is defined as linear matrix equalities. The values in the work of Alvarado were used as boundary conditions and operating conditions. The objective function consists of the contribution of the inputs, the outputs, the steady states values, and the set point. They have been formulated as a nonlinear programming (NLP) problem in GAMs . Secondly, the application of MPC to a CSTR has been adapted to the GAMs program with NLP. The methodology developed for this purpose is designed in consideration of the work of Limon et al (2008). The nonlinear process model has been linearized by choosing the fastest responding operating condition in the article. Similar to the quadruple-tank process, equations are defined as linear matrix equalities. Unlike the quadruple-tank process, the objective function depends on the input, output and setpoint values. Finally, a new model has been created using CSTRs instead of the tanks in the quadruple-tank process. The resulting model integrates the above-mentioned processes. The new linear matrix equalities were created by combining existing matrices in quadruple-tank and CSTR processes. Boundary conditions and operating conditions have been selected from the articles like the other processes. However, the obtained equations and matrices could not be written in the GAMs program. This study focuses on the centralised MPC approach only. In the future, oher MPC's strategies (the decentralized MPC and the cooperative MPC) will be considered. In addition, work will be done to improve the simulation time.
Benzer Tezler
- Stuctured development of a departmental information system
Başlık çevirisi yok
EKREM AZİMLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. ZİYA AKTAŞ
- Design and implementation of concurrency on IBM PC XT
Başlık çevirisi yok
AHMET ALİ COKER
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. ZİYA AKTAŞ
- Kohezyonlu zeminlerin dinamik davranışına boşluk suyu basıncının etkisi
Başlık çevirisi yok
F.EROL GÜLER
- HF propagation studies using PC's
Başlık çevirisi yok
EROL HEPSAYDIR
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. TUNCAY BİRAND
