كنترل برج تقطير با مدل غيرخطي به‌روش فازي نوع -2 بهينه‌سازي شده با الگوريتم ژنتيك

Control of a Non-Linear Distillation Column Using Type-2 Fuzzy Method Optimized by Genetic Algorithm

فرآيند تقطير از فرآيندهاي مهم در صنايع شيميايي به‌شمار مي‌رود و كاربرد وسيعي در اين صنايع دارد. برج تقطير به‌عنوان يك ابزار محبوب نزد مهندسان شيمي به‌منظور جداسازي مواد مورد استفاده قرار مي‌گيرد و متداول‌ترين روش در جداسازي مواد مي‌باشد. ثابت نگه‌داشتن غلظت محصولات در برج تقطير از ديدگاه كنترلي بسيار مهم است. كنترل اين فرآيندهاي پيچيده نياز به روش‌هاي هوشمند دارد تا بتواند بر اساس رفتار سيستم، تصميم مناسبي را براي كنترل آن اتخاذ كند. از ميان روش‌هاي هوشمند، سيستم فازي به‌دليل كارآيي اين روش در كنترل سيستم‌هاي پيچيده در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفته است. در اين مقاله، يك كنترل‌كننده فازي نوع-1 براي يك مدل غيرخطي برج تقطير طراحي شده است. در طراحي اين كنترل‌كننده فازي، الگوريتم ژنتيك (GA) مورد استفاده قرار گرفته است. نشان داده شده است كه كنترل‌كننده فازي عملكرد بهتري نسبت به كنترل‌كننده‌هاي PI متداول دارد. سپس كنترل‌كننده فازي نوع-2 جايگزين فازي نوع-1 شده و براي بهينه‌سازي عملكرد كنترل فازي-2، گين‌هاي خروجي آن با روش GA تعيين گرديده است. نشان داده شده است كه عملكرد فازي-2 از لحاظ مختلف بهتر از فازي-1 مي‌باشد و همچنين در برابر تغييرات تغذيه، مقاوم‌تر است. در اين تحقيق از نرم‌افزار MATLAB/ SIMULINK براي مدل‌سازي و پياده‌سازي روش‌هاي پيشنهادي استفاده شده است.

The distillation process is important process in the chemical industry and has wide application in industry. Distillation tower is used by chemical engineers as a popular tool to separate materials and is the most common method for separating materials. Keeping constant the product composition in the distillation column is very important from control perspective. Control of these complicated processes need intelligent methods to adopt the appropriate decision for control based on the behavior of the system. Between intelligent methods, fuzzy technique has superior response in complex systems control and so is used in this study. At first, a type-1fuzzy controller is designed for non-linear model of distillation tower. In design of this Fuzzy controller, genetic algorithm (GA) is used for optimization of fuzzy. It has been shown that the fuzzy controller is better than conventional PI one. Then the type-1 fuzzy controller has been replaced with type-2 fuzzy controller and to optimize the performance of fuzzy-2 control, its output gains is determined by GA and has been shown that the performance of type-2 is better than type-1 in various points of view. In this study, the MATLAB/SIMULINK software has been used for modeling and implementing the proposed methods.