Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ตัวควบคุม PI แบบเหมาะสมของหอกลั่นแยกสารผสมสองชนิดโดยวิธีการรวมกลุ่มข้อมูลแบบวิธีฟัซซีซีมีนร่วมกับการใช้ตารางค่าอัตราขยายฟัซซี

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

An optimal PI controller of a binary distillation column by fuzzy c-means clustering combined with fuzzy gain scheduling

Year (A.D.)

2003

Document Type

Thesis

First Advisor

สุวลัย ประดิษฐานนท์

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.2003.1307

Abstract

นําตัวปรับที่ใช้ระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีแบบปรับตัว มาประยุกต์ใช้กับการควบคุมวงรอบการทํางาน ของการควบคุมกระบวนการในอุตสาหกรรมร่วมกับตัวควบคุม PID ซึ่งเป็นตัวควบคุมแบบดั้งเดิม พบว่ามีประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตามจากปัญหาการกําหนดฟังก์ชันความเป็นสมาชิกและฐานกฎที่เหมาะสมของระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีนั้นทําได้ยุ่งยาก จําเป็นต้องอาศัยประสบการณ์และความชํานาญของผู้ปฏิบัติการ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเสนอการออกแบบตัวควบคุม PI แบบกํากับดูแลด้วยระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีโดย การกําหนดโครงสร้างของระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้หลักการพื้นฐานของการรวมกลุ่ม ข้อมูลแบบวิธี fuzzy c-means ร่วมกับการใช้ตารางค่าอัตราขยายฟัซซีสําหรับตัวควบคุม PI เทคนิคการรวมกลุ่มข้อมูลแบบวิธี fuzzy c-means ใช้ในการกําหนดจํานวนและรูปร่างของฟังก์ชัน ความเป็นสมาชิกตามลักษณะการกระจายตัวของข้อมูลที่พิจารณา ส่วนเทคนิคการใช้ตารางค่าอัตราขยาย ฟัซซีสําหรับตัวควบคุม PI ใช้ในการสร้างกฎฟัซซี IF-THEN ที่เหมาะสมสอดคล้องกับกับจํานวนและรูป ร่างฟังก์ชันความเป็นสมาชิก ซึ่งกําหนดจากเทคนิคการรวมกลุ่มข้อมูลแบบวิธี fuzzy c-means ดังนั้นการ ออกแบบระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีโดยวิธีที่นําเสนอในงานวิจัยนี้ จึงทําให้ไม่จําเป็นต้องอาศัยประสบการณ์ และความชํานาญของผู้ปฏิบัติการในการกําหนดโครงสร้างของระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีตัวควบคุม PI แบบกํากับดูแลด้วยระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีที่ออกแบบได้ ประยุกต์การใช้กับการควบคุมสารผลิตภัณฑ์ของหอ กลั่นแยกสารผสมสองชนิดเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอัตราการป้อนสารเข้าที่กลาง หอผลการควบคุมแสดงให้เห็นว่า ตัวควบคุม PI แบบกํากับดูแลด้วยระบบตรรกศาสตร์ฟัซซีสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพกับ กระบวนการที่เป็นแบบหลายสัญญาณเข้าหลายสัญญาณออกและมีความไม่เป็นเชิงเส้นสูง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Control loops in process control, controlled by conventional PID controllers could be improved by the application of fuzzy logic-based adapter. However, to obtain an optimal set of fuzzy membership functions and rules is not an easy task. In this research, a fuzzy supervisory PI controller is developed based on a fuzzy c-means clustering technique and a fuzzy gain scheduling technique. A fuzzy c-means clustering technique is used in selecting appropriate number of membership functions and constructing the shape of membership functions. Then, fuzzy IF-THEN rules are determined using a fuzzy gain scheduling technique. By implementation of a fuzzy c-means clustering and a fuzzy gain scheduling, the need for heuristic method for designing fuzzy membership functions and rules from expert knowledge is omitted. The proposed fuzzy supervisory PI controller is applied to a binary distillation column. The task of the controller is to maintain the product composition when the disturbance enters the column in the form of the changes in feed flow rate. The results show that the fuzzy supervisory PI controllers operate this nonlinear, multivariable process efficiently.

Link to Full Text

Share

COinS