Predictive control of multi inputs - multi outputs processes
Abstract
U ovoj se disertaciji obraduje problematika primjene predikcijskih regulatora na procese s vise ulaza i vise izlaza (MIMO procesi). Ukratko se opisuje povijesni razvoj predikcijskog upravljanja za procese s jednim ulazom i jednim izlazom (SISO procese). Detaljno je analiziran poopceni predikcijski regulator, te izveden zakon upravljanja ovog regulatora. Iznesena su pravila za podesavanje parametara poopcenog predikcijskog regulatora, te je predlozen nacin podesavanja tezinskog koeficijenta upravljackog signala. Opisani su matematicki modeli procesa s vise ulaza i vise izlaza, te iznesena osnovna pravila za uparivanje ulazno-izlaznih velicina. Takoder je predstavljeno uobicajeno rjesenje za rasprezanje regulacijskih petlji pomocu raspreznih kompenzatora, te su analizirana svojstva sustava upravljanja s primjenom raspreznih kompenzatora. Detaljno su analizirane razlicite strukture predikcijskih regulatora MIMO procesa: zavisni i nezavisni visepetljasti poopceni predikcijski regulator, visepetljasti poopceni predikcijski regulator i poopceni predikcijski regulator u prostoru stanja. Razmatrane su mogucnosti primjene pojedinih regulatora kod razlicitih MIMO procesa. Posebna paznja posvecena je razvoju algoritama za rasprezanje regulacijskih petlji kojima se unapreduje osnovni algoritam predikcijskog regulatora. Opisani su postojeci pristupi s koristenjem raspreznih kompenzatora ili modificirane kriterijske funkcije. Predlozen je nov algoritam za rasprezanje zasnovan na adaptaciji tezinskog koeficijenta regulacijskog odstupanja kod promjene vrijednosti referentnih velicina. Prednost predlozenog algoritma ocituje se u njegovoj jednostavnosti, maloj numerickoj 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 vise ulaza i vise izlaza kod samoudesavajuce izvedbe predikcijskog regulatora. Konacno, teorijska analiza iz rada je potvrdena i eksperimentalnim istrazivanjima na laboratorijskom pogonu autonomnog sinkronog generatora i modelu sustava za upravljanje elektrodama loncaste elektrolucne peci. Provedeni eksperimenti sa samoudesavajucim poopcenim predikcijskim regulatorima potvrduju razmatranje o primjeni predikcijskih regulatora na MIMO procese, te kvalitet predlozenog algoritma za razvezivanje regulacijskih petlji.
