engleski

Predictive control of multi inputs - multi outputs processes

U ovoj se disertaciji obrađuje problematika primjene predikcijskih regulatora na procese s više ulaza i više izlaza (MIMO procesi). Ukratko se opisuje povijesni razvoj predikcijskog upravljanja za procese s jednim ulazom i jednim izlazom (SISO procese). Detaljno je analiziran poopćeni predikcijski regulator, te izveden zakon upravljanja ovog regulatora. Iznesena su pravila za podešavanje parametara poopćenog predikcijskog regulatora, te je predložen način podešavanja težinskog koeficijenta upravljačkog signala. Opisani su matematički modeli procesa s više ulaza i više izlaza, te iznesena osnovna pravila za uparivanje ulazno-izlaznih veličina. Također je predstavljeno uobičajeno rješenje za rasprezanje regulacijskih petlji pomoću rasprežnih kompenzatora, te su analizirana svojstva sustava upravljanja s primjenom rasprežnih kompenzatora. Detaljno su analizirane različite strukture predikcijskih regulatora MIMO procesa: zavisni i nezavisni višepetljasti poopćeni predikcijski regulator, višepetljasti poopćeni predikcijski regulator i poopćeni predikcijski regulator u prostoru stanja. Razmatrane su mogućnosti primjene pojedinih regulatora kod različitih MIMO procesa. Posebna pažnja posvećena je razvoju algoritama za rasprezanje regulacijskih petlji kojima se unapređuje osnovni algoritam predikcijskog regulatora. Opisani su postojeći pristupi s korištenjem rasprežnih kompenzatora ili modificirane kriterijske funkcije. Predložen je nov algoritam za rasprezanje zasnovan na adaptaciji težinskog koeficijenta regulacijskog odstupanja kod promjene vrijednosti referentnih veličina. Prednost predloženog algoritma očituje se u njegovoj jednostavnosti, maloj numeričkoj zahtjevnosti, i univerzalnosti primjene kod regulatora zasnovanih na minimizaciji kriterijske funkcije. Razmotrena je upotreba predikcijskih regulatora u realnim industrijskim procesima. Opisana je neophodna nadzorna ljuska regulatora, te postupci identifikacije parametar procesa s više ulaza i više izlaza kod samoudešavajuće izvedbe predikcijskog regulatora. Konačno, teorijska analiza iz rada je potvrđena i eksperimentalnim istraživanjima na laboratorijskom pogonu autonomnog sinkronog generatora i modelu sustava za upravljanje elektrodama lončaste elektrolučne peći. Provedeni eksperimenti sa samoudešavajućim poopćenim predikcijskim regulatorima potvrđuju razmatranje o primjeni predikcijskih regulatora na MIMO procese, te kvalitet predloženog algoritma za razvezivanje regulacijskih petlji.

predictive control; MIMO processes; multivariable systems; decoupling; adaptive control; autonomous synchronous generator; electrode control; ladle furnace

nije evidentirano