طراحي رؤيتگر غير متمركز براي اندازه‌گيري جريان سيال چندفازي بر اساس تئوري مقدار ميانگين ديفرانسيل (DMVT)

New Decentralized Observers for a Large Scale Nonlinear Interconnected Systems

در اين مقاله يك رؤيتگر جديد براي اندازه‌گيري جريان چندفازي نفت و گاز ارائه شده كه نوآوري اصلي آن استفاده از تئوري ديفرانسيل ميانگين مقدار (DMVT) در اندازه‌گيري جريان چندفازي ورودي پالايشگاه گازي مي‌باشد و شرايط كافي همگرايي با تبديل به نامعادله ماتريسي خطي (LMI) اثبات گرديده است. جريان چندفازي ورودي به پالايشگاه توسط يك سيستم غير خطي غير متمركز ليپشيتز كه متشكل از زيرسيستم‌هاي به هم مرتبط مي‌باشد، مدل گرديده و دبي مايع و گاز دوفازي با لحاظ ارتباط بين دو زيرسيستم در هر خط به صورت جداگانه تخمين زده مي‌شود. اين تخمين با شبيه‌سازي انجام‌شده در نرم‌افزار HYSYS با استفاده از داده‌هاي اندازه‌گيري در دسترس واقعي در يك پالايشگاه گازي موجود در پارس جنوبي مقايسه شده و مشاهده مي‌گردد كه نتايج حاصل بر ارقام عملياتي موجود منطبق مي‌باشد. مطابق با استاندارد MPMS-API دقت اندازه‌گيري براي مبناي مبادلات مي‌بايست بهتر از 0/15% باشد كه در روش جديد دقت اندازه‌گيري 0/1% است كه همين امر نشان‌دهنده كارايي روش ارائه‌شده مي‌باشد.

In this paper, a new decentralized observer scheme based on combination of two large scale interconnected subsystems is proposed. It discusses design problem of flow measurement by partial differential equation (PDE) observer for state estimation of a quasi linear system without external disturbance and without measurement noise. The measurement system is decomposed into two subsystems according to their locations, condensate and gas pipes, such that each subsystem has interconnection with other. By using matrix form Navier Stocks equations and Lyapunov technique, inequality at each subsystem, a Lyapunov-based design of PDE observer is developed such that the resulting estimation error system is exponentially stable and presented in terms of standard linear matrix inequalities (LMIs). The first mean value theory for integrals is used in the observer design development. The proposed method may be used as a backup for existing systems in the operation field or as a main system for new established plants.