A dynamic model was developed for the distillation mechanism of the Darlington Tritium Removal Facility. The model was created using the commercial software package MATLAB/Simulink. The goal was to use such a model to predict the system behaviour for use in control analysis. The distillation system was first divided into individual components including columns, condensers, controllers, heaters and the hydraulic network. Flow streams were then developed to transfer enthalpy, pressure and mass flow rate between the components. The model was able to perform various plant transients for validation and analysis purposes. A comparison of the different controllers was made with the introduction of various disturbances to the system. Also, the effect of the system disturbances when isolated from the transients was studied using the same controllers. Studying different plant transients and disturbances under each controller enabled a comparative analysis.

A dynamic model was developed for the distillation mechanism of the Darlington Tritium Removal Facility. The model was created using the commercial software package MATLAB/Simulink. The goal was to use such a model to predict the system behaviour for use in control analysis. The distillation system was first divided into individual components including columns, condensers, controllers, heaters and the hydraulic network. Flow streams were then developed to transfer enthalpy, pressure and mass flow rate between the components. The model was able to perform various plant transients for validation and analysis purposes. A comparison of the different controllers was made with the introduction of various disturbances to the system. Also, the effect of the system disturbances when isolated from the transients was studied using the same controllers. Studying different plant transients and disturbances under each controller enabled a comparative analysis.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1996. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 118-130). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1996. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 118-130). Also available on the Internet.

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 1998. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains xv, 98 p. : ill. (some col.). Vita. Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 84).

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2010. / Includes bibliographical references (leaves 121-126). Also available in print.

Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν ο έλεγχος ηλεκτροκινητήρων μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή. Προσεγγίσαμε το πρόβλημα με τρόπο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οποιοδήποτε τύπο συστήματος αρχίζοντας από το μηδέν και πραγματοποιώντας συγκεκριμένα βήματα. Αρχικά ορίσαμε το πρόβλημά μας ορμώμενοι από πρακτικές εφαρμογές που έχουν ανάγκη την επίτευξη του συγκεκριμένου έλεγχου που αφορά τους DC ηλεκτροκινητήρες. Επιλέξαμε ένα σύστημα ηλεκτροκινητήρων το οποίο προσομοιώνει επαρκώς το πρόβλημά μας, δηλαδή τόσο τον υπό έλεγχο ηλεκτροκινητήρα όσο και την διάταξη προσομοίωσης συνθηκών φορτίου. Στη συνέχεια μελετήσαμε το θεωρητικό υπόβαθρο γύρω από τη λειτουργία των DC κινητήρων αναλύοντας τόσο τα δομικά τους στοιχεία όσο και τη συμπεριφορά τους. Κατόπιν, επικεντρωθήκαμε στην πειραματική διάταξη κάνοντας μια αναλυτική και εκτενή περιγραφή των παραμέτρων της, του τρόπου λειτουργίας των στοιχείων της και του επιτρεπτού τρόπου λειτουργίας. Σύμφωνα με αυτά επιλέξαμε κατάλληλη διάταξη επικοινωνίας με τον υπολογιστή συνοδευόμενη από λογισμικό που θα μας επιτρέψει τον προγραμματισμό του ελέγχου της διεργασίας. Η κάρτα που επιτελεί αυτή τη διεργασία επιλέχθηκε με βάση τον αριθμό και το είδος εισόδων / εξόδων, τον μέγιστο ρυθμό δειγματοληψίας και τα δυνατά όρια λειτουργίας DC τάσης. Ακολούθησε θεωρητική περιγραφή του συστήματος και μοντελοποίηση των παραμέτρων του στο πεδίο Laplace και πήραμε μια θεωρητική απόκριση βασισμένη στις τιμές των προδιαγραφών που ορίζει ο κατασκευαστής για να δούμε μια πρώτη εικόνα του τι είδους σύστημα θα αντιμετωπίσουμε. Στη συνέχεια αναλύσαμε τη θεωρία αναγνώρισης βασισμένη στο γραμμικό πολυωνυμικό μοντέλο, καθώς και την επιλογή του αλγορίθμου αναγνώρισης που θα χρησιμοποιήσουμε και ορίσαμε τη μορφή και τάξη του μοντέλου που περιγράφει το σύστημα επαρκώς σύμφωνα. Κατασκευάσαμε το πρόγραμμα που καταγράφει την απόκριση ανοικτού βρόχου του συστήματος και με διαδοχικές πειραματικές μετρήσεις αναλύσαμε γραφικά τη συμπεριφορά του συστήματος, κάναμε παραδοχές, απλοποιήσεις και ορίσαμε τα γραμμικά όρια λειτουργίας. Τα παραπάνω συνετέλεσαν στην ομαλή διεξαγωγή καταγραφής της απόκρισης της εξόδου σε τυχαία είσοδο ώστε ο αλγόριθμος ARX να υπολογίσει το βέλτιστο προσεγγιστικό μοντέλο το οποίο στη 94 συνέχεια απλοποιήσαμε σε τάξη και προσαρμόσαμε ώστε να έχει όσο το δυνατόν πιο όμοια συμπεριφορά με το πραγματικό σύστημα. Η γνώση της προσεγγιστικής συνάρτησης μεταφοράς του συστήματος μας βοήθησε στο να επιλέξουμε το είδος ελέγχου που θα επιβάλλουμε στο σύστημα. Υλοποιήσαμε λοιπόν τον PI ελεγκτή και αναλύσαμε τη συμπεριφορά του πειραματικά για ένα συγκεκριμένο χρόνο δειγματοληψίας που είναι συνήθης να χρησιμοποιείται. Αφού βρήκαμε τις καλύτερες δυνατές τιμές των παραμέτρων του καταφέραμε όσο το δυνατόν καλύτερα τον έλεγχο του συστήματος για δεδομένο ρυθμό δειγματοληψίας. Τέλος, εξαντλήσαμε τις δυνατότητες που προσφέρει ο υπολογιστής και παραθέσαμε τη βελτιωμένη λειτουργία του ελεγκτή με πολύ μεγαλύτερο ρυθμό δειγματοληψίας κατά την οποία ορίσαμε εκ νέου τις βέλτιστες τιμές των παραμέτρων του. Το αποτέλεσμα είναι εκπληκτική ακρίβεια και επιτυχία στην επιτέλεση της επιθυμητής διεργασίας (tracking) από το σύστημα. Σκέψεις για την περεταίρω συνέχιση της εργασίας είναι ο έλεγχος AC κινητήρων με παρόμοια μέθοδο καθώς και η επιβολή διαφορετικού τύπου ελέγχου στο συγκεκριμένο σύστημα (fuzzy control, robust control). Αυτό μπορεί να γίνει πολύ εύκολα εφόσον το σύστημα είναι πλήρως αναγνωρισμένο από τη συνολική διαδικασία του κεφαλαίου 3 απλά αντικαθιστώντας τον ελεγκτή PI από διαφορετικό μέσω στοιχειώδους προγραμματισμού στο Labview. Στην εργασία αυτή αναλύθηκε ένα είδος ελέγχου αντιπροσωπευτικά αφού το μεγαλύτερο βάρος ενός τέτοιου προβλήματος, πέραν της φυσικής περιγραφής του συστήματος, αφορά πρωτίστως την αναγνώρισή του και τον πλήρη ορισμό του ως μαθηματικό μοντέλο. / This project is about DC motor control throught PID control. The control unit is programmed on Labview 8.5 and thus implemented by a PC unit. This project also contains identification theory based on ARX algorithm.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-17T23:43:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 188878.pdf: 3763900 bytes, checksum: c4c07e8fc8c82d175f419dcb35e31ed7 (MD5) / Em usinas termelétricas, e nas indústrias de transformação de médio e grande porte em geral, existe uma variedade de situações que afetam as ações dos operadores durante as emergências operacionais. Sendo assim, um esforço no sentido de minimizar os transtornos nestas ocasiões críticas se faz necessário, através do desenvolvimento de métodos alternativos de supervisão e controle mais eficientes. O conhecimento dos fenômenos que determinam um sistema e seu comportamento, é de vital importância do ponto de vista de sua caracterização, pois permite o estabelecimento de analogias na manipulação adequada das variáveis para cada caso. Trabalhos bem estabelecidos, de comprovada confiabilidade e eficácia, apontam a lógica difusa, mais especificamente os controladores lógicos difusos, como uma solução para implementação de modelos alternativos aos modelos convencionais, baseados em conhecimento heurístico com a modelagem de variáveis linguísticas. Neste trabalho é proposto um sistema de controle para bombas de água de alimentação da caldeira de uma usina termelétrica com controladores difusos, como uma alternativa ao sistema de controle realizado com controladores PID. Para o processo estudado, o sistema atual não atende as exigências de controle em situações críticas, quando é esperado que os controladores sejam suficientemente rápidos para que não haja perda de produção. Isto somente é possível, e nem sempre, com a intervenção dos operadores em ações manuais que demandam um grande esforço de raciocínio humano em manobras operacionais arriscadas. O processo das bombas de água de alimentação foi modelado matematicamente na ToolBox Simulink e os controladores difusos na ToolBox Fuzzy do Matlab, para permitir a simulação dinâmica do processo e os testes de performance. Pretende-se com este trabalho, demonstrar que em processos críticos onde os sistemas de controle convencionais não trabalham bem, sistemas de controle com controladores difusos podem fornecer resultados satisfatórios.

Este trabalho apresenta uma proposta de solução para compensar o atraso variável, característico de redes IP. O preditor de Smith é tradicionalmente usado para compensar atrasos, mas no caso deste tipo de rede um fator importante que pode degradar o controle do sistema são as grandes variações nos atrasos sofridos pelas mensagens. Para tratar este problema, este trabalho baseia-se na criação de uma estrutura de dados de armazenamento para a saída do preditor de Smith, possibilitando a comparação do valor de saída da planta com o valor adequado guardado na estrutura. Para determinação do valor correspondente, este está associado a um índice calculado com o tempo de roundtrip obtido de informações dos pacotes de dados proveniente da planta. Para se chegar a tal solução, foi analisada nas primeiras seções a influência do atraso em malhas de controle e posteriormente um estudo do estado da arte para tipos de controle sobre redes IP. Ao final é apresentada uma análise experimental, demonstrando resultados promissores da aplicação desta proposta. / This work presents a solution to compensate the varying delay, characteristic of IP networks. The Smith predictor is traditionally used to compensate delays but in this type of networks an other important factor that can destabilize the system is the large jitter of the delay. In order to solve this problem, the solution presented here is based on a data structure to save the output from the model of the plant used by the Smith predictor, that make possible to compare the output from the plant with the corresponding value in the structure. In order to take the correspondent value, it is associated to an index which is calculated with the roundtrip obtained from the informations in the packet arrived from the plant. In order to formulate this solution, it was analised in the first sections the influence of the delay in control systems and then a study of the state of art of the control systems over IP networks. At the end, an experimental analise to demonstrate the good result of the application of this solution is presented.

Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-17T16:04:27Z No. of bitstreams: 1 _CW_Tese Análise e Controle Fuzzy de Processos.pdf: 2589452 bytes, checksum: 6a359a962b710c0c8009a5acc05e4dd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-21T11:08:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 _CW_Tese Análise e Controle Fuzzy de Processos.pdf: 2589452 bytes, checksum: 6a359a962b710c0c8009a5acc05e4dd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T11:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 _CW_Tese Análise e Controle Fuzzy de Processos.pdf: 2589452 bytes, checksum: 6a359a962b710c0c8009a5acc05e4dd2 (MD5) / Este trabalho buscou dois objetivos principais. O primeiro deles consistiu em comprovar a potencialidade da aplicação de controladores PI-fuzzy em reatores de polimerização semi-batelada, com trajetórias de setpoint s (valor de referência) prédefinidas, tendo os parâmetros das funções de pertinência e fatores de escala determinados pelo método de sintonia ótima. O segundo objetivo compreendeu em possibilitar a utilização do programa de simulação em ambiente computacional, como ferramenta de trabalho para P & D de novos produtos. O controle de reatores de polimerização é desafiante devido a vários fatores como a natureza multivariável e não linear, a existência de interações e tempos mortos, a cinética de reação complexa e a ausência de medições diretas das variáveis que caracterizam a estrutura macromolecular do polímero, dentre outros. Para o caso específico de reatores que operam em batelada ou semi-batelada, existem dificuldades adicionais associadas às necessidades de que algumas variáveis de processo obedeçam a trajetórias de setpoints pré-definidas e necessárias para a garantia das especificações do produto final. O sistema em estudo deste trabalho compreende um reator semi-batelada, de escala comercial, para a produção de nylon a partir da ε − caprolactama. O problema de controle consiste em conduzir o sistema reacional ao longo de cada batelada, de modo que as trajetórias dos setpoints da temperatura da massa reacional e da pressão na fase gasosa sejam obedecidas por essas variáveis de processo, caracterizando-se, portanto, como um problema de controle tipicamente servo, com setpoints variáveis. Dois estudos de caso foram testados e analisados. No primeiro caso, óleo quente e óleo frio são ambos disponibilizados e utilizados separadamente para o aquecimento ou resfriamento do meio reacional, respectivamente, conforme a temperatura esteja menor ou maior do que o valor do setpoint em um dado instante. No segundo caso, baseado em situações reais de unidades industriais, é disponibilizado apenas óleo quente ao longo de toda a batelada para o aquecimento da massa reacional. Para cada uma das configurações descritas, o sistema de controle compreendeu duas malhas de controle, sendo uma para o controle da temperatura na massa reacional e outra para o controle da pressão na fase vapor do reator. Para cada um dos estudos, foram comparadas duas estratégias de controle, quais sejam: controladores convencionais com algoritmo PID e controladores PI baseados em lógica fuzzy (nebulosa) (controle PI-fuzzy). Para representar um caso real de um reator de escala comercial, foi adotado um modelo fenomenológico em todos os testes de simulação em malha fechada. O modelo é composto pelas equações da cinética de reação, balanços de massa e de energia, e correlações adicionais para a viscosidade e coeficientes de troca térmica. Foram consideradas as vaporizações da água e da ε − caprolactama presentes na massa reacional, e a variação da viscosidade na massa reacional, assim como o seu efeito sobre as taxas de transferência de massa e de energia. O modelo completo foi ajustado com base em um reator de nylon de escala comercial, já existente, e as condições do processo, assim como as trajetórias de pressão e temperatura, são equivalentes à realidade operacional praticada. Os resultados obtidos comprovam a potencialidade da abordagem do controle PI-fuzzy para reatores de polimerização semi-batelada com setpoint variável. Os ajustes das regras e dos parâmetros das funções de pertinência mostraram-se capazes de produzir um bom desempenho em relação às trajetórias de setpoint especificadas, tendo-se, inclusive, redução de overshoot (sobre-sinal) na temperatura.