Model predictive control (MPC) performance for controlling reaction systems
Reaksiyon sistemlerinde model öngörümlü denetleyici performansı
- Tez No: 153464
- Danışmanlar: PROF. DR. CANAN ÖZGEN, PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Model Öngörümlü Denetim, Sürekli Karıştırılan Tank Reaktörü, Sabunlaştırma, Borik Asit vıı, Model Predictive Control, CSTR, Saponification, Boric Acid
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZ reaksiyon sistemlerinde model ongorumlu denetleyici performansı Aşar, Işık Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Canan ÖZGEN Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Kemal LEBLEBİCİOĞLU Haziran 2004, 145 sayfa Bu çalışmada, Model Öngörümlü Deneyleyicilerin (MÖD) performansı iki farklı reaksiyon sistemi için incelenmiştir. Önce, sabunlaştırma reaksiyonu olan etil asetatın sodyum hidroksit reaksiyonu ile sodium asetat ve etanole dönüşen tepkime kabı ele alınmıştır. Bu tepkime kabında, reaktör sıcaklığı ve sodyum asetat konsantrasyonu, etil asetat ve soğutma suyu akış hızı ile denetlenmiştir. Madde ve enerji denklemleri kullanılarak reaktörün dinamik modeli geliştirilmiştir. Modeldeki bilinmeyen parametreleri elde etmek için yatışkın durum deneyleri yapılmıştır. Geliştirilen model, tek girdili tek çıktılı (TGTÇ) ve çok girdili çok çıktılı (ÇGÇK)-MÖD tasarlamak için kullanılmıştır. vıDaha sonra, kolemanit ile sülfürik asidin dört adet sürekli karıştırıcılı tank reaktöründeki reaksiyonu sonucunda elde edilen borik asit sistemi incelenmiştir. Bu sistemde, dördüncü reaktördeki borik asit konsantrasyonu, sülfürik asidin akış hızı ile denetlenmesi incelenmiştir. Sistemin ve bozan etkenin (kolemanit akış hızı) aktarım fonksiyonlarını elde etmek için ayarlanan değişkene ve bozan etkene adım değişikliği verilerek borik asit konsantrasyonunun cevap eğrisi elde edilmiştir. Aktarım fonksiyonları TGTÇ-MÖD tasarlamak için kullanılmıştır. Her iki reaktör sistemi için tasarlanan denetleyicilerin performansları, istek değeri takibi, bozan etkenin ortadan kaldırılması ve gürbüzlük açılarından incelenmiştir. Tasarlanan denetleyicilerin, istek değeri takibi ve bozan etkenin ortadan kaldırılmasına göre başarılı oldukları bulunmuştur. Ancak, borik asit üretiminde kullanılan reaktörün, bozan etkenin performansının gürbüz olmadığı diğerlerinin ise gürbüz olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) PERFORMANCE FOR CONTROLLING REACTION SYSTEMS Aşar, Işık M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Canan ÖZGEN Co-Supervisor: Prof. Dr. Kemal LEBLEBİCİO?LU June 2004, 145 pages In this study, the performance of the Model Predictive Controller (MPC) algorithm is investigated in two different reaction systems. The first case is a saponification reaction system where ethyl acetate reacts with sodium hydroxide to produce sodium acetate and ethanol in a CSTR. In the reactor, temperature and sodium acetate concentration are controlled by manipulating the flow rates of ethyl acetate and cooling water. The model of the reactor is developed considering first principal models. The experiments are done to obtain steady state data from the reaction system and these are compared with the model outputs to find the unknown parameters of the model. Then, the developed model is used for IVdesigning SISO and MIMO-MPC considering Singular Value Decomposition (SVD) technique for coupling. The second case is the reaction system used for the production of boric acid by the reaction of colemanite and sulfuric acid in four CSTR's connected in series. In the reactor, the boric acid concentration in the fourth reactor is controlled by manipulating the sulfuric acid flow rate fed to the reactor. The transfer functions of the process and disturbance (colemanite flow rate) are obtained experimentally by giving step changes to the manipulated variable and to the disturbance. A model-based and constrained SISO-MPC is designed utilizing linear step response coefficients. The designed controllers are tested for performance in set point tracking, disturbance rejection and robustness issues for the two case studies. It is found that, they are satisfactory except in robustness issues for disturbance rejection in boric acid system.
Benzer Tezler
- Çok bileşenli bir karışımın damıtıldığı laboratuar-ölçekli dolgulu damıtma kolononun kısıtlanmış model öngörmeli kontrolü
Constrained model predictive control of a laboratory-scale packed distillation column with a multicomponent mixture
SANİYE AY
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SÜLEYMAN KARACAN
- Control of pH in neutralization reactor of a waste water treatment system using identification reactor
Tanımlama tepkime tankı kullanarak, atık su arıtım sisteminin nötralizasyon tankında pH değerinin denetlenmesi
SALİH OBUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN ÖZGEN
- Application of model predictive control for optimization of centralized and decentralized supply chain systems
Merkezi ve gayri merkezi tedarik zinciri sistemlerinin en iyilemesinde model öngömeli kontrol metodunun uygulanması
ESEN MESTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKoç ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN TÜRKAY
PROF. DR. YAMAN ARKUN
- An artificial neural network estimator design for the inferential model predictive control of an industrial multi-component distillation column
Endüstriyel çok bileşenli bir damıtma kolonunun algısal model öngörümlü denetimi için bir yapay sinir ağlı tahmin edici tasarımı
ALMİLA BAHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN ÖZGEN
- Multivariable model predictive controller design for an industrial distillation column
Endüstriyel bir damıtma kolonu için çok değişkenli model öngörümlü denetleç tasarımı
MUSTAFA TEKİN DOKUCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN ÖZGEN