Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ตัวควบคุมแบบปรับตัวได้ของระบบพีเอชโดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองฟัซซีของทากาจิและสุจีโน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Adaptive controller of PH system using Takagi-Sugeno fuzzzy modeling method

Year (A.D.)

2002

Document Type

Thesis

First Advisor

มนตรี วงศ์ศรี

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2002.1273

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการสร้างแบบจำลองฟัซซีของทากาจิและสุจีโนแบบแบ่งย่านการทำงาน โดยใช้ข้อมูลอินพุท-เอาท์พุทของกระบวนการผ่านอัลกอริธึมของฟัซซีคลัสเตอริงและวิธีลีสท์สแควร์ แบ่งการทดสอบการแบ่งย่านการทำงานเป็น 2 กรณีศึกษา ซึ่งพบว่าแบบจำลองที่ได้จากการแบ่งย่านด้วยอัลกอริธึมของฟัซซีคลัสเตอริงสามารถทำนายพฤติกรรมของกระบวนการได้ดีกว่าการแบ่งย่านโดยการสังเกตความไม่เป็นเชิงเส้นของกระบวนการ จากนั้นนำแบบจำลองที่ได้ใช้เป็นแบบจำลองภายในสำหรับการควบคุมแบบอาศัยแบบจำลองภายในแบบแบ่งย่านการทำงาน การออกแบบตัวควบคุมฟัซซีกระทำโดยการผกผันแบบจำลองฟัซซีของกระบวนการ ซึ่งผลการตอบสนองของตัวควบคุมเป็นการรวมกันของผลการตอบสนองในแต่ละย่านการทำงาน วิธีการนี้ประยุกต์ใช้กับการควบคุมค่าพีเอชในถังปฏิกรณ์ต่อเนื่อง ซึ่งเป็นระบบที่มีคุณลักษณ์ไม่เป็นเชิงเส้น โดยแบ่งการทดสอบตัวควบคุมออกเป็น 3 กรณี คือกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงค่าเป้าหมาย ซึ่งจะทำการควบคุมที่ค่าสภาวะปกติ 3 ค่า คือ ค่าพีเอช 5, 7 และ 9 แล้วทำการเปลี่ยนค่าเป้าหมายไปจากสภาวะปกติ 0.5 กรณีที่มีการรบกวนระบบเป็นการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของกรดและความเข้มข้นของกรดไป 10% และกรณีที่ค่าพารามิเตอร์ของแบบจำลองของกระบวนการผิดพลาด โดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อให้ค่าคงที่ของสมดุลไอออนในน้ำเปลี่ยนแปลงไป จากการศึกษาพบว่าตัวควบคุมฟัซซีที่ได้มีสมรรถนะในการควบคุมที่ดี เมื่อเปรียบเทียบกับตัวควบคุมพีไอแบบกำหนดเกนต่างๆ กัน สามารถควบคุมค่าพีเอชให้เข้าสู่ค่าเป้าหมายได้แม้ว่าจะมีตัวแปรรบกวน หรือพารามิเตอร์ของกระบวนการมีการเปลี่ยนแปลง และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าเป้าหมายระบบสามารถปรับตัวเข้าสู่ค่าเป้าหมายใหม่ได้เป็นอย่างดี

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research concerns the design and implementation of fuzzy model-based controller for non-linear system. The process of study is nitric acid and sodium hydroxide neutralization system. The modeling of the process was using Takagi-Sugeno method. The partition of the domain of the process is devised 2 cases namely, c-mean clustering and manual partitioning. It was found that the model derived using of c-mean clustering method make a better prediction for the process behavior than the manual partitioning method. Then c-mean clustering model was used for constructing internal model controller with multi-region control scheme. For IMC, the fuzzy controller was obtained by inverting fuzzy model, which the controller output was the combination of all region outputs. The controller was used to control pH system. Investigated in this research were conducted in 3 cases. Firstly changing set points control system from 3 different values 5, 7, and 9 to new values (+0.5), secondly disturbing the system by changing flow rate and concentration of acid +10%, thirdly testing the model mismatch by changing equilibrium the parameter of the model namely, the constant of ion in water. The performance is compared with a PI gain-scheduling controller. The fuzzy controller performed better than a PI gain-scheduling controller in all case.

Link to Full Text

Share

COinS