بخشی از مقاله
چکیده :
این مقاله یک طراحی کنترلر مرتبه کسری بر اساس الگوریتم - Particle swarm optimization - psoرا برای کنترل غلظت و ارتفاع یک مخزن حاوی محلول شیمیایی با استفاده از کنترل دو مخزن ورودی و دو پارامتر خروجی را هدف قرار داده است. کارایی سیستم می تواند در 2 ورودی پله ای نیز استفاده شود.زمان نشست و خطای حالت پایدار واکنش فرایند با دو معیار ITAE و ISEبررسی شده است .
-2 مقدمه
مهمترین شاخص تئوری کنترل کاربردی بودن آن در زمینه های مختلف مهندسی و حتی غیر مهندسی می باشد. علت توفیق تئوری کنترل در زمینه های مختلف مهندسی برق،مکانیک،شیمی،تحقیق در عملیات و اقتصاد،توانائی توصیف مسائل مختلف در یک چهارچوب ریاضی و مهندسی یکسان می باشد.شکل زیر نمایش مفهومی سیستمهای کنترل می باشد.
شکلٌ. عناصر مفهومی سیستم های کنترل
در این نمایش P نمایش دهنده فرآیند است،که توسط مدل ریاضی آن تعیین می شود. خروجی فرآیند y،
ورودیهای آن w و u می باشند که کلیه این کمیت هابصورت برداری در نظر گرفته می شوند.u ورودی کنترل وwورودی اغتشاشی فرآیند نامیده می شود.سنسورها نیز با نماد ریاضی S نشان داده شده است که در اثر اندازه گیری متغیرهای خروجی فرآیند y تحت نویز اندازه گیری n،مقدار اندازه گیری شده را تولید می کند. کنترل کننده را با C نمایش داده ایم که با استفاده از اطلاعات خروجی های اندازه گیری شده و استراتژی کنترل از پیش تعیین شده،فرمان کنترل u را توسط عملگرها ایجاد می کند.در این نمایش عملگرها جزئی از فرآیند دیده شده اند.
- روابط غلظت و حجم یک محلول با سه تانک
شکل زیر یک سیستم کنترل غلظت و حجم یک محلول شیمیایی را نشان می دهد.
شکل :2 سیستم کنترل غلظت و حجم یک محلول دو عنصره
برای این سیستم دو ورودی معادله بالا به صورت زیر خواهد بود.
که در آن به ترتیب q1 و q2 دبی محلول های اول و دوم با غلظت های c1 و c2 می باشند و c و q به ترتیب غلظت و حجم محلول مرکب می باشند.لازم به ذکر است که مقدار q1 و q2 دبی خروجی از شیرهای مکانیکی می باشند که بستگی به مقدار u1 و u2 که تابعی از زاویه باز شدن شیرها می باشد، دارد و توسط کنترل کننده تعیین می شود. علاوه بر آن، Q1 وQ2 دبی محلول خروجی مخازن بدون شیرمکانیکی می باشد و رابطه ای بصورت زیر با حجم مخازن دارد.
