Malliprediktiivisen monimuuttujasäätimen optimaalinen rajoitekäsittely

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark TKK

Authors

Date

1998

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Prosessien ohjaus ja hallinta

Mcode

Kem-90

Degree programme

Language

fi

Pages

74 s. + liitt.

Series

Abstract

Tässä työssä tutkittiin rajoitteiden käsittelyä malliprediktiivisissä monimuuttujasäätimissä. Päähuomio kiinnitettiin tilamuuttujien rajoitteisiin. Malliprediktiivisten säätömenetelmien keskeinen ominaisuus on niiden kyky huomioida prosessin rajoitteet. Säätötavoitteiden ja rajoitteiden esitys diskreetissä aikatasossa johtaa rajoitettuun optimointiongelmaan, josta optimaaliset ohjaukset voidaan ratkaista tarkasti matemaattisen ohjelmoinnin menetelmillä. Suurissa monimuuttujasysteemeissä rajoitettu säätöongelma on kuitenkin laskennallisesti monimutkainen, jolloin tarkan matemaattisen ohjelmointialgoritmin suorittaminen yhden säätövälin aikana ei ole aina mahdollista. Prosessihäiriöt ja malliepätarkkuudet voivat lisäksi johtaa tilanteisiin, joissa käypää eli kaikki rajoitteet toteuttavaa ratkaisua ei ole olemassa. Työn kirjallisuusosassa käsitellään rajoitteiden esitystapoja ja ei- käyvän optimointiongelman käsittelymenetelmiä malliprediktiivisissä säätimissä sekä tarkastellaan matemaattisen ohjelmoinnin algoritmeja prediktiivisen säädön näkökulmasta. Malliprediktiivisissä säätösovelluksissa laskentaa voidaan nopeuttaa ja käypyysongelmat välttää rajoitetun optimointiongelman ratkaisussa tehtävillä yksinkertaistuksilla. Työn kokeellisessa osassa kehitettiin yksinkertaistettu tilamuuttujien rajoitekäsittelymenetelmä perustuen teollisuuteen sovellettuun prediktiiviseen monimuuttujasäätimeen. Tavoitteena oli tutkia mahdollisuuksia parantaa säätimen rajoitekäsittelyominaisuuksia, jotta viritykseen tarvittava työmäärä pienenisi. Kehitettyä säädintä simulointiin binääritislauskolonnin mallilla ja tuloksia verrattiin alkuperäisen säätimen tuloksiin. Uuden säätimen rajoitekäsittelyn havaittiin toimivan merkittävästi paremmin asetusarvomuutostilanteissa, vaikka molemmissa säätimissä käytettiin samoja viritysparametreja. Mahdollisuudet soveltaa kehitettyä menetelmää teolliseen säätimeen vaikuttavat hyviltä.

Description

Supervisor

Jämsä-Jounela, Sirkka-Liisa

Thesis advisor

Sourander, Mauri

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445176

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK