پروژه متلب کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل فازی اکسیژن محلول در فرآیند تصفیه‌ی آب به روش لجن فعال
شبیه سازی کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل فازی اکسیژن محلول در فرآیند تصفیه‌ی آب به روش لجن فعال با متلب | MATLAB
در دهه‌ی اخیر کنترل پیش‌بین به عنوان یک زمینه‌ی مهم پژوهشی پا به میدان گذاشته است و از میان کنترل‌کننده‌های پیشرفته پرطرفدارترین کنترل‌کننده برای پیاده‌سازی در فرآیندهای صنعتی بوده است. ترکیب کنترل پیش‌یین به عنوان یک راه حل برای کنترل سیستم‌های با تاخیر بالا و سیستم‌های فازی به عنوان یک ابزار برای برخورد با عدم قطعیت و نامعینی مدل و همچنین استفاده از دانش بشری، در تحقیقات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است[۱].
سیستم‌های فازی توانایی توصیف پدیده‌های غیرقطعی و نامعین را دارند، با این حال تئوری فازی یک تئوری دقیق است. نظریه‌ی فازی اولین بار در ۱۹۶۵ توسط پروفوسور لطفی‌زاده معرفی گردید[۳]. با وجود بحث‌های فراوان آن سال ها در تایید یا رد نظریه‌ی فازی به عنوان یک زمینه‌ی تحقیقاتی جدید، فازی توانست در دهه ی ۱۹۷۰ رشد کند و به کاربردهای عملی برسد. پس از آن کاربردهای سیستم‌های فازی شامل کنترل، پردازش سیگنال، سیستم‌های خبره، شناسایی سیستم‌ها و … گسترده‌تر شد. مدلسازی فازی یا شناسایی فازی به صورت سیستم‌وار اولین بار توسط تاکاگی و سوگنو در [۴] ارائه شد. برخلاف مدلسازی سیستم‌ها توسط معادلات دیفرانسیل که در برخورد با سیستم‌های نامعین و با تعریف ضعیف مناسب نخواهند بود، سیستم استنتاج فازی با به خدمت گرفتن قواعد اگر- آنگاه می‌تواند نامعینی‌ها را مدل کند. در ۱۹۹۳ ژانگ با ارائه‌ی سیستم استتناج فازی شبکه-محور تطبیقی (ANFIS) یک ساختار و روند آموزش مشخص برای کاربرد شناسایی فازی هم بر اساس دانش بشری (در قالب قواعد فازی اگر- آنگاه) و هم بر اساس داده‌های ورودی- خروجی توسط یک سیستم فازی معرفی نمود. او برای این کار از روند آموزشی ترکیبی استفاه کرد تا تابع هزینه‌ی شناسایی را کمینه سازد. در این پروژه با استفاده از ترکیب کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل و سیستم‌های فازی، یک کنترل‌کننده‌‌ی پیش‌بین فازی برای کنترل اکسیژن محلول در فرآیند تصفیه‌ی آب به روش لجن فعال طراحی شدهاست تا بتوان در نقاط کار مختلف از آن بهره جست. ساختار اساسی فرآیند تصفیه‌ی آب در شکل زیر دیده می‌شود. این فرآیند شامل ۵ رآکتور، ۲ تانک بی‌هوایی و ۳ تانک هوادهی و ۱۰ لایه‌ی ته‌نشینی ثانویه است. معادلات کنترل اکسیژن محلول در فرآیند تصفیه‌ی آب به روش لجن فعال در زیر آمده است.
Fuzzy model-based predictive control of dissolved oxygen in activated sludge processes
Abstract
The paper is concerned with the design of a fuzzy model-based predictive controller for activated sludge wastewater treatment processes. The control purpose is to maintain the dissolved oxygen concentration in an aerobic reactor of the wastewater treatment plant at the set-point. The fuzzy model of the activated sludge processes is derived based on the Activated Sludge Model No. 1 (ASM1), including the structure of the fuzzy rules. The required fuzzy space of input variables is partitioned by fuzzy c-means cluster algorithm and the consequent parameters are identified using the method of least squares. Compared with both traditional PID control and dynamic matrix control schemes, the proposed fuzzy model-based predictive control paradigm achieves satisfactory benefits in terms of both transient and steady performances.
لینک مقاله اصلی:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925231214002185
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد