An investigation into the effect of bound control

Ordinary differential equations (ODEs) and differential algebraic equations (DAEs) can be used to describe many chemical engineering systems. The optimisation of these dynamic systems has advanced considerably in the last years. The main aim is exploring ability to determine dynamic optimal/performance within strict bounds. In this thesis, the systems subjected to some disturbances were investigated. They presented uncertainty in some of the system parameters and initial conditions. A controller that is based on proportional and integral action was developed. The approach must satisfy two conditions, namely: the process must operate inside the safety region and with the best stability. The controller was tested on different case studies to evaluate its performance and to demonstrate its effectiveness. The models for the cases studied were implemented in Matlab, employing codes in which the proportional-integral controller was defined. C++ was used to find the enclosure that defines the safety bounds. The simulations demonstrated that the PI controller is able to satisfy the conditions required by the system. It is possible to work along the entire process inside the safety bounds by controlling the manipulated variable and the disturbances. It’s important to arrange in the right way the proportional action (proportional gain) and the integral action (integral time) in order to achieve the best stability.

Le equazioni differenziali ordinarie e le algebrico differenziali si possono impiegare per modellare molti processi chimici e/o sistemi di pertinenza dell’ingegneria chimica. L’ottimizzazione di questo tipo di sistemi di equazioni si è evoluta significativamente negli ultimi anni. L’obiettivo principale è di esplorare l’abilità di determinare performance dinamiche ottimali all’interno di limiti ristretti. In questa tesi, sono stati studiati sistemi soggetti a tipici disturbi di processo. Essi presentano incertezza in alcuni dei valori dei parametri di sistema e condizioni iniziali. È stato sviluppato un controllore basato su azione proporzionale e integrale. L’approccio deve soddisfare due condizioni: il processo deve operare all’interno della regione di sicurezza e con la massima stabilità. Il controllore PI è stato testato su diversi casi studio per valutare la sua performance e per dimostrare la sua efficienza. I modelli per I casi studio sono stati implementati in MATLAB, impiegando codici in cui è stato definito il controllore PI. È stato utilizzato C++ per trovare l’enclosure che definisce i limiti di sicurezza. Le simulazioni hanno dimostrato che il controllore PI è capace di soddisfare le condizioni richieste dal sistema. È possibile lavorare lungo l’intero processo all’interno dei limiti di sicurezza controllando le variabili manipolate e i disturbi. È importante trovare un buon compromesso tra i l’azione proporzionale (guadagno proporzionale) e l’azione integrale (tempo integrale) in modo tale da ottenere la migliore stabilità.