کنترل پیش بینانه مدل فازی مبتنی بر آشفتگی-مشاهده گر برای فرایندهای غیرخطی
چکیده
این مقاله، یک طرح کنترل پیش بینانه مدل فازی مبتنی بر مشاهده گر-آشفتگی (DOBFMPC) را برای فرایند غیرخطی با توجه به آشفتگی ها و محدودیت های ورودی پیشنهاد می کند. طرح کنترل پیشنهادی، متشکل از قانون کنترل پیش بینانه مدل فازی پایه (FMPC) طراحی شده بر روی مدل فازی تاکاگی-سوگنو و قانون جبران آشفتگی است. برای ایجاد یک مدل فازی از پیچیدگی و دقت مناسب برای مدل فرایند غیرخطی، یک روش سیستمی از طریق معیار شکاف ایجاد می شود تا نقاط خطی سازی را تعیین کند. نظریه مجانبی با FMPC از نظر تئوری ثابت می شود، محدودیت های ورودی، متغیرهای کنترلی آزاد و ورودی های کنترلی آینده را به شکل قانون بازخورد حالت برآورده می کنند. سود جبران آشفتگی به گونه ای طراحی می شود که تاثیر آشفتگی از کانال های خروجی توسط قانون مرکب DOBFMPC در حالت پایدار حذف می شود. کاربرد یک سیستم بویلر-توربین زیر بحرانی ، اثربخشی طرح کنترلی پیشنهادی را نشان می دهد.
1. مقدمه
امروزه، فرایندهای صنعتی با نیازمندی دقیق تر و بیشتر در مورد ایمنی و کارایی در عملکرد مواجه می شوند. به منظور پاسخگویی به نیاز، دستگاه ها اغلب توسط کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) معمولی، تنظیم می شوند [1-3]. با این حال، کنترل کننده PID زمانی بی اثر می شود که رفتارهای فرایندی، مانند محدودیت سخت ورودی، غیرخطی بودن شدید در محدوده گسترده عملیاتی، و آشفتگی شامل آشفتگی های خارجی و عدم قطعیت های مدل، در نظر گرفته می شوند [2-6]. بنابراین، توسعه طرح های کنترلی جدید برای بهبود عملکرد فرایندها غیرخطی، ضروری است.
Abstract
This paper proposes a disturbance-observer-based fuzzy model predictive control (DOBFMPC) scheme for the nonlinear process subject to disturbances and input constraints. The proposed control scheme is composed of the baseline fuzzy model predictive control (FMPC) law designed on the Takagi–Sugeno fuzzy model and the disturbance compensation law. To build a fuzzy model of appropriate complexity and accuracy for the nonlinear process model, a systematic approach is developed via the gap metric to determine the linearization points. With FMPC, the asymptotic stability is theoretically proved, and the input constraints are satisfied by both the free control variables and the future control inputs in the form of the state feedback law. The disturbance compensation gain is designed such that the influence of the disturbance is removed from the output channels by the composite DOBFMPC law at the steady state. The application to a subcritical boiler–turbine system demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme.
1. Introduction
Nowadays, industrial processes are faced with more and more stringent requirement on the safety and efficiency in operation. In order to meet the requirement, plants are often regulated by the conventional proportional–integral–derivative (PID) controller [1– 3]. However, the PID controller becomes ineffective when the process behaviours, such as the tight input constraint, the severe nonlinearity over the wide operation range, and disturbances including external disturbances and model uncertainties, are considered [2– 6]. Therefore, it is imperative to develop new control schemes to improve the control performance of the nonlinear process.
نکات برجسته
چکیده گرافیکی
چکیده
1. مقدمه
2. مدلسازی فازی T-S مبتنی بر شکاف
3. کنترل پیش بینانه مدل فازی مبتنی بر مشاهده گر- آشفتگی فرایندهای غیرخطی
3.1 قانون کنترل پیش بینانه مدل فازی پایه
3.2 قانون کنترل پیش بینانه مدل فازی مبتنی بر مشاهده گر- آشفتگی
4. نمونه شبیه سازی
4.1 مدل فازی T-S از BTS زیربحرانی
4.2 Dobfmpcاز bts زیربحرانی
5. نتیجه گیری ها
منابع
Highlights
Abstract
Graphical abstract
1. Introduction
2. Gap-based T–S fuzzy modelling
3. Disturbance-observer-based fuzzy model predictive control of nonlinear processes
4. Simulation example
4.1. T–S fuzzy model of the subcritical BTS
4.2. Dobfmpc of the subcritical bts
5. Conclusions
Acknowledgements
Appendix A.
Appendix B.
Appendix C.
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه