طراحي و شبيه سازي كنترل كننده پيش بين مدل غيرخطي براي سيستم برج تقطير

در اين مقاله، طراحي كنترل كننده پيش بين مدل غيرخطي (Nonlinear Model Predictive Controller يا NMPC) جهت كنترل فرآيند برج تقطير مورد بررسي قرار گرفته است. هدف اصلي كنترل پيش بين سيستم غيرخطي برج تقطير، اثبات توانايي اين روش كنترلي در حداقل كردن اختلاف بين مقادير خروجي هاي پيش بيني شده از مقادير تنظيم مرجع است، در حالي كه محدوديت هايي نيز بر روي ورودي ها و خروجي هاي برج مي تواند وجود داشته باشد. در روش كنترل پيش بين با توجه به مدل سيستم، رفتار آينده خروجي پيش بيني شده و سيگنال كنترل بهينه با مي نيمم كردن يك تابع هدف مشخص به دست مي آيد. از آنجايي كه مدل برج تقطير تحت آزمايش غيرخطي مي باشد، لذا براي پيش بيني رفتار آن نياز به شناسايي مدل داريم. در اين مقاله با توجه به توانايي شبكه هاي عصبي مصنوعي در مدل سازي فرآيندهاي غيرخطي، از يك شبكه عصبي چند لايه اي به همراه كنترل كننده پيش بين استفاده مي كنيم. بنابراين، عملكرد كنترل كننده به دقت مدل شناسايي شده بستگي دارد كه به كمك شبكه عصبي براي پيش بيني رفتار سيستم به كار مي رود. به دليل غيرخطي بودن مدل، كنترل كننده پيش بين معمولا در مقايسه با كنترل كننده هاي مرسوم ديگر از عملكرد بهتري در تعقيب نقطه تنظيم برخوردار مي باشد. برج تقطير مورد آزمايش در اين تحقيق، يك برج سيني دار با 41 سيني و غلظت محصول تقطير در حدود 99 درصد و پسماند 1 درصد است. شبيه سازي هاي مربوطه به كمك نرم افزار MATLAB انجام پذيرفته و حاكي از عملكرد مناسب سيستم كنترل در رديابي نقطه تنظيم مي باشد.