طراحي كنترل كننده پيش بين مبتني بر مدل جهت كنترل دماي فرايند حرارتي توليد شيشه مذاب در يك كوره صنعتي و مقايسه عملكرد آن با كنترل كننده PID

در این مقاله ایده استفاده از كنترل كننده پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) جهت كنترل دمای فرایند حرارتی تولید شیشه مذاب برای یك كوره صنعتی موسوم به Batch Furnace مطرح شده است. در این قبیل فرایندها، معمولا از كنترل كننده تناسبی -انتگرال گیر-مشتق گیر (PID) استفاده می شود. با این وجود از آنجا كه ورودی مرجع (Reference Input) به صورت تابع پله در زمان های از پیش تعریف شده تغییر می كند، معمولا در نقاط تغییر ، خروجی سیستم كنترل حلقه بسته در حالت گذرا با فراجهش و فروجهش (Overshoot & Undershoot) مواجه می گردد. این امر باعث تحریك بش تز اندازه عملگرها (Actuators) و باز و بسته شدن بیش از اندازه كنترل ولوهای سوخت و هوا می شود و در نتیجه افزایش مصرف سوخت ، هدررفت انرژی و متعاقباً كاهش كیفیت شیشه تولید شده را به دنبال خواهد داشت. در این مقاله با استفاده از نتایج حاصل از شبیه سازی تحقیق شده است كه چنانچه كنترل كننده پیش بین مبتنی بر مدل، جایگزین كنترل كننده سنتی PID گردد، نوسانات دمای كوره در حالت گذرا از بین رفته و از تحریك بیش از اندازه كنترل ولوها و در نتیجه هدررفت انرژی جلوگیری به عمل می آید و متعاقباً كیفیت شیشه تولید شده بهبود می یابد. همچنین از انجا كه فراجهشی وجود ندارد ایجاد بالانس نیرو بر روی ساقه كنترل ولوها میسر می شود و در نتیجه سیستم كنترل سوخت دقیق تر و نرم تر عمل می كند كه بر روی افزایش طول عمر كنترل ولوها تاثیر مستقیم خواهد داشت.