Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาตัวควบคุมกระบวนการฟัซซีแบบฐานแบบจำลองสำหรับเครื่องปฏิกรณ์เคมีแบบถังกวนต่อเนื่อง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of model-based fuzzy controller for a continuous stirred tank reactor

Year (A.D.)

1998

Document Type

Thesis

First Advisor

หทัยชนก ดุริยะบรรเลง

Second Advisor

ไพศาล กิตติศุภกร

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.1998.821

Abstract

การควบคุมกระบวนการทางเคมีในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะใช้เป็นลักษณะของการควบคุมแบบฐานแบบจำลอง แต่ในหลายครั้งการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการทางเคมีมักเป็นกระบวนการที่ไม่เป็นเชิงเส้น มีสมการทางคณิตศาสตร์ที่ยุ่งยากซับช้อนไม่สามารถทำได้ และบางครั้งการตั้งสมมติฐานที่มากเกินไปทำให้ได้ แบบจำลองที่ขาดความแม่นยำและใช้เวลานาน แบบจำลองความสัมพันธ์ฟัซซีเป็นทางเลือกหนึ่งที่ใช้ในการสร้างแบบ จำลอง แบบจำลองความสัมพันธ์ฟัซซีนั้นสร้างโดยใช้ข้อมูลอินพุท-เอาท์พุทของกระบวนการ และเลือกโครงสร้างของ แบบจำลองฟัซซีที่เหมาะสม กระบวนการของเครื่องปฏิกรณ์เคมีแบบถังกวนต่อเนื่องเป็นกระบวนการหนึ่งในอุตสาหกรรมเคมีที่มีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้นที่ต้องการพัฒนาการควบคุมให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น งานวิจัยนี้เป็นสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์ฟัซซีเพื่อใช้เป็นแบบจำลองภายในสำหรับการควบคุมแบบใช้แบบจำลองภายใน (IMC) โดยการเขียนโปรแกรมซิมูเลทกระบวนการและการควบคุมเพื่อทดสอบตัวควบคุมที่ได้ใน 2 กรณีคือ กรณีที่ค่าเป้าหมายมีการเปลี่ยนแปลงเป็นแบบสเต็พ และกรณีที่มีตัวรบกวนแบบสเต็พ เปรียบเทียบการควบคุมในลักษณะนี้กับตัวควบคุมแบบดั้งเดิม และการควบคุมแบบใช้แบบจำลองภายในที่เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยสมมติว่าสามารถวัดค่าตัวแปรทุกตัวได้ อย่างต่อเนื่อง ผลการวิจัยพบว่าการควบคุมในลักษณะนี้สามารถควบคุมกระบวนการได้ดีกว่าการควบคุมแบบดั้งเดิม และสามารถใช้แทนการควบคุมแบบฐานแบบจำลองที่เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้ ทั้งในการควบคุมระดับของ ของเหลวของกระบวนการของถังที่มีการไหลแบบไม่เป็นเชิงเส้นและการควบคุมอุณหภูมิของกระบวนการของเครื่อง ปฏิกรณ์ถังกวนแบบต่อเนื่องการควบคุมโดยใช้แบบจำลองฟัซซีนี้มีประโยชน์ในการควบคุมกระบวนการที่ไม่เป็นเชิงเส้น ในกรณีที่ไม่สามารถระบุหาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้ หรือมีความยุ่งยากซับซ้อนในการระบุหาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Presently, the controlling chemical process has a trend to use “Model-based control" approach. However, mostly mathematics models of the chemical process are non-linear which consist of the complicated mathematics equations and sometimes unable to be written. Setting up many hypothesis may result in the impreciseness of model and even time-consuming. Fuzzy relational model is an alternative that is used in building up the model. Fuzzy relational models are identified by the use of an input-output process data and the selection of an appropriate fuzzy model structure. The process of a continuous stirred tank reactors (CSTR) is one of the process in a chemical industry whose characteristic is usually non-linear so that the more effective development control is necessary. In the research, the fuzzy relational model is selected as the internal model for an internal model controller (IMC). MATLAB program is used to simulate the process and the controller in order to investigate the control performance. The controller tests are performed in 2 categories i.e. step change in setpoint and step change in disturbance. The simulation results are clearly shown that the fuzzy controller can be used to control the process with a higher performance than the conventional control. In addition, the model-based controller can be used without using mathematics model both in the level control of non-linear flow tank and the temperature control of CSTR which is the more difficult process. To be concluded, the application of the fuzzy model in the control is found profoundly impressive to use in the non-linear process particularly whose mathematics model is unable to be defined.

Link to Full Text

Share

COinS