Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ODZIEŻ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
|
Rocznik 2024 - zeszyt 7
Observer-Based High Order Sliding Mode Control of a Continuous Chemical Reactor
Sterowanie w trybie ślizgowym wysokiego rzędu w oparciu o obserwatora ciągłego reaktora chemicznego
10.15199/48.2024.07.10
Boualem Fengal
Bachir Daaou
Boumediene Kadda
nr katalogowy: 149511
10.15199/48.2024.07.10
Streszczenie
This paper deals with the design of an observer-based high order sliding mode control law for the Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR). The concentration in the reactor is obtained via a nonlinear observer. The observer is coupled with a nonlinear controller designed based on feedback linearization and High-Order Sliding Mode (HOSM) for controlling the reactor temperature. The closed-loop stability of the combined observer–controller scheme is proved. Validating simulations are proposed to assess the efficiency of the proposed controller and its robustness against uncertainties on modelling parameters.
Abstract
Artykuł ten dotyczy projektowania opartego na obserwatorze prawa sterowania trybem ślizgowym wysokiego rzędu dla reaktora zbiornikowego z ciągłym mieszaniem (CSTR). Stężenie w reaktorze uzyskuje się za pomocą obserwatora nieliniowego. Obserwator jest połączony ze sterownikiem nieliniowym zaprojektowanym w oparciu o linearyzację ze sprzężeniem zwrotnym i tryb ślizgowy wysokiego rzędu (HOSM) do kontrolowania temperatury reaktora. Udowodniono stabilność w pętli zamkniętej połączonego schematu obserwator-kontroler. Proponuje się symulacje walidacyjne w celu oceny wydajności proponowanego sterownika i jego odporności na niepewności dotyczące parametrów modelowania.
Słowa kluczowe
Non-linear observer
feedback linearizing controller
HOSM controller
global stability
chemical reactor
Keywords
Obserwator nieliniowy
regulator linearyzujący ze sprzężeniem zwrotnym
regulator HOSM
stabilność globalna
Bibliografia
[1] B.W. Bequette, “Process Control Modeling, Design and Simulation”. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ., 2003. [2] Yu, D.L., Chang, T.K., Yu, D.W., “A stable self-learning PID control for multivariable time varying systems”, Control Engineering Practice, Vol.15, no.12, pp. 1577-1587, 2007. [3] C.R. Madhuranthakam, A. Elkamel, H. Budman, “Optimal tuning of PID controllers for FOPTD, SOPTD and SOPTD with lead processes” Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Vol. 47, no. 2, pp.251-264, 2008. [4] L. Feng, J.L. Wang and E.K. Poh, Improved robust model predictive control with structured uncertainty, Journal of Process Control, Vol.17, no.8, pp. 683-688, 2007. [5] W. Wu, “Adaptive-like control methodologies for a CSTR system with dynamic actuator constraints”, Journal of Process Control, Vol. 13, pp. 525-537, 2003. [6] M. P. Di Ciccio, M. Bottini, and P. Pepe, “Digital Control of a Continuous Stirred Tank Reactor”, Mathematical Problems in Engineering, Vol. 2011, Article ID 439785,2011. [7] J. Prakash and R. Senthil, “Design of Observer Based Nonlinear Model Predictive Controller for a Continuous Stirred Tank Reactor” Journal of Process Control, Vol. 18, no. 5, pp. 504-514, 2008. [8] R K Al-Seyab, and Y. Cao, “Differential Recurrent Neural Network based Predictive Control”, Computers and Chemical Engineering, Vol. 32, no. 7, pp. 1533-1545, 2008. [9] Khalil, H.K., “Nonlinear Systems”, second ed. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ., 1996. [10] Slotine, E., Li, W., “Applied Nonlinear Control”. Prentice-Hall, New Jersey, 1991. [11] Limqueco, L.C., Kantor, J.C., “Nonlinear output feedback control of and exothermic reactor”, Computers and Chemical Engineering Vol. 14, pp. 427-437, 1990. [12] Adebekun, A.K., Schork, F.J., “On the global stabilization of nth order reactions”, Chemical Engineering Communications Vol. 100, pp. 47-59, 1991a. [13] Adebekun, A.K., Schork, F.J., “On the robust global stabilization of nth order reactions”, Chemical Engineering Communications Vol. 101 no.1, pp. 1-15, 1991b. [14] Adebekun, K., The robust global stabilization of a stirred tank reactor, A.I.Ch.E. Journal Vol. 38, pp. 651–659, 1992. [15] Kosanovich, K.A., Piovoso, M.J., Rokhlenko, V., Guez, A.,” Nonlinear adaptive control with parameter estimation of a CSTR”, Journal of Process Control Vol. 5, pp. 133–148, 1995. [16] Tyner, D., Soroush, M., Grady, C.G., “Adaptive temperature control of multiproduct jacketed reactors”, Industrial and Engineering Chemistry Research Vol. 38, pp. 4337–4344, 1999. [17] Bouhamida, M., Daaou, B., A. Mansouri, M. Chenafa, “Observer-Based Input-Output Linearization Control of a Multivariable Continuous Chemical Reactor” J. Korean Math. Soc. Vol. 49, No. 3, pp. 641–658, 2012. [18] Daaou, B., A. Mansouri, M. Bouhamida, M. Chenafa, “Development of Linearizing Feedback Control with a Variable Structure Observer for Continuous Stirred Tank Reactors” Chinese Journal of Chemical Engineering, Vol. 20 N° 3, pp. 1 5, 2012. [19] H. Demuth, M. Beale and M. Hagan, “Neural networks toolbox 5, user’s guide”, The MathWorks, Online, 2007. [20] Y.-Y. Cao and P. M. Frank, “Analysis and synthesis of nonlinear time-delay systems via fuzzy control approach,” IEEE Transactions on Fuzzy Systems, vol. 8, no. 2, pp. 200–211, 2000. [21] Y. Oysal, Y. Becerikli and A. F. Konar, “Modified descend curvature based fixed form fuzzy optimal control of nonlinear dynamical systems”. Computers and Chemical Engineering, Vol. 30, pp. 878-888, 2006. [22] K. Belarbi, F. Titel, W. Bourebia and K. Benmahammed, “Design of Mamdani fuzzy logic controllers with rule base minimisation using genetic algorithm” Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 18, pp. 875-880, 2005. [23] C. Karakuzu “Retraction notice to: Fuzzy controller training using particle swarm optimization for nonlinear system control” ISA Transactions, Vol. 47, no. 2, pp. 229-239, 2008. [24] Bartolini G, Zolezzi T. “Variable structure systems nonlinear in the control law”, IEEE Trans Autom Control, Vol. 30, 681–4. 1985. [25] DeCarlo RA, Zak SH, Matthews GP. “Variable structure control of nonlinear multivariable systems: a tutorial”, Proceedings of the IEEE, Vol. 76, no. 3, pp. 212-232, 1988. [26] Utkin VI. “Sliding modes in control and optimization”, Springer Verlag, Berlin,1992. [27] Hung JY, Gao W, Hung JC. “Variable structure control: a survey”, IEEE Trans Ind Electron Vol. 40, no. 1, pp. 2–22, 1993. [28] Zinober ASI. “Variable structure and Lyapunov control”, Springer-Verlag, Berlin, 1994. [29] Young KD, Utkin VI, Ozguner U. “A control engineer’s guide to sliding mode control”, IEEE Trans Control Syst Technol, Vol. 7, no. 3, pp. 328-342, 1999. [30] Koshkouei AJ, Zinober ASI., “Robust frequency shaping sliding mode control”, IEE Proc—Control Theory Appl, Vol. 147, no. 3, pp. 312-320, 2000. [31] Sira-Ramirez H, Ahmad S, Zribi M., “Dynamical feedback control of robotic manipulators with joint flexibility”, IEEE Trans Syst Man Cybernet, Vol. 22, no. 4, pp. 736-747, 1992. [32] Zribi M, Sira-Ramirez H, Ngai A. “Static and dynamic sliding mode control schemes for a permanent magnet stepper motor”, International Journal of Control, Vol. 74, pp. 103-117, 2001. [33] Alrifai MT, Zribi M, Sira-Ramirez H. “Static and dynamic sliding mode control of variable reluctance motors”, International Journal of Control, Vol. 77, pp. 1171-1188, 2004. [34] Sira-Ramirez H, Zribi M, Ahmad S. “Dynamical sliding mode control approach for vertical flight regulation in helicopters”, IEE Proc. Control Theory Appl, Vol.141, pp. 19-24, 1994. [35] Bengiamin NN, Chan WC., “Variable structure control of electric power generation”, IEEE Trans Power Apparatus Syst, Vol. 101, pp. 376-380, 1982. [36] Shtessel Y, Zinober ASI, Shkolnikov I. “Sliding mode control of boost and buck-boost power converters using the dynamic sliding manifold”, Int J Robust Nonlin Control, Vol. 13, pp. 1285-1298, 2003. [37] Aguilar R., Martinez-Guerra R., Maya-Yescas R.,“ Temperature Regulation via PI High-Order Sliding-Mode Controller Design: Application to a Class of Chemical Reactor, International Journal of Chemical Reactor Engineering , Vol. 7, 2009. [38] Daaou, B., A. Mansouri, M. Bouhamida, M. Chenafa, "A Robust Nonlinear Observer for State Variables Estimation in Multi-Input Multi-Output Chemical Reactors," International Journal of Chemical Reactor Engineering: Vol. 6, A86, 2008. [39] Soroush, M., “Nonlinear state-observer design with application to reactors”, Chemical Engineering Science, Vol. 52, pp. 387, 1997. [40] Isidori, A., “Nonlinear Control Systems”, Springer-Verlag, New York, 1989. [41] Slotine, J.-J. E., & Hedrick, J. K. “Robust input–output feedback linearization”, International Journal of Control, Vol. 57, pp. 1133– 1139, 1993.
Treść płatna
Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp -
zaloguj się
.
Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!
Publikacja
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-7 , nr katalogowy 149511
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
10.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-7
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
85.00 zł
Do koszyka
Prenumerata
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
762.00 zł
Do koszyka
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)
1002.00 zł brutto
927.78 zł netto
74.22 zł VAT
(stawka VAT 8%)
1002.00 zł
Do koszyka
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna
960.00 zł brutto
888.89 zł netto
71.11 zł VAT
(stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka
42.00 zł brutto
34.15 zł netto
7.85 zł VAT
(stawka VAT 23%)
1002.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
2024-7
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH