Anotácia
Vedecký projekt sa zameriava na vývoj pokročilých metód riadenia systémov s neurčitosťami so zameraním na energeticky náročné procesy v chemických a potravinárskych technológiách ako destilačné kolóny, chemické reaktory, biochemické reaktory, výmenníky tepla a ďalšie procesy. Jadro projektu tvorí rozpracovanie metód robustného prediktívneho riadenia a fuzzy robustného riadenia systémov s neurčitosťami s cieľom zabezpečiť riadenie procesov vedúce k úsporám energií v porovnaní s klasickými prístupmi. Pri návrhu algoritmov riadenia systémov s neurčitosťami sa bude prihliadať na výpočtovú efektívnosť a realizovateľnosť v praxi. Navrhnuté algoritmy riadenia, regulátory a riadiace štruktúry budú testované simulačne a v laboratórnych podmienkach a budú sa porovnávať z hľadiska spotreby energií pri riadení s klasickými prístupmi.
Ciele
Hlavným cieľom projektu je navrhnúť efektívne štruktúry a algoritmy riadenia, ktoré budú riešiť problémy súvisiace s výskytom neurčitostí a prítomnosťou obmedzení akčných a riadených veličín v procesoch predstavujúcich energeticky náročné uzly v chemických, biochemických a potravinárskych výrobách a ktorých implementácia povedie k úsporám energií v porovnaní s klasickými prístupmi.
Čiastkové ciele:
- tvorba matematických modelov s neurčitosťami rôzneho typu pre procesy v chemických a biochemických technológiách,
- tvorba fuzzy a neurofuzzy modelov pre procesy s neurčitosťami,
- rozšírenie knižnice matematických modelov chemických a biochemických procesov,
- simulačná analýza procesov z hľadiska ich energetickej náročnosti,
- vývoj metód robustného prediktívneho riadenia (RMPC) pre systémy s parametrickými neurčitosťami garantujúcich robustnú stabilitu a požadovanú kvalitu spätnoväzbového riadenia, ktoré zároveň znížia konzervativizmus a náročnosť výpočtu akčného zásahu s ohľadom na rôzne typy obmedzení vstupných a výstupných veličín,
- transformácia návrhu RMPC s rôznymi typmi obmedzení veličín do tvaru lineárnych maticových nerovností,
- návrh algoritmov RMPC znižujúcich výpočtovú náročnosť a výber vhodných metód a softvérových nástrojov na ich riešenie,
- vývoj metód RMPC s využitím fuzzy a neurofuzzy modelov riadených procesov s neurčitosťami,
- vývoj softvérového balíka pre návrh RMPC,
- rozpracovanie alternatívnych metód RMPC pre chemickotechnologické a biotechnologické procesy so zameraním na riadenie energeticky náročných procesov (výmenníky tepla, destilačné kolóny, chemické a biochemické reaktory, kryštalizátory),
- simulačné porovnanie navrhnutých prístupov RMPC s klasickými prístupmi a analýza spotreby energií (množstva ohrevných médií, množstva chladiacich médií) pri riadení vybraných procesov,
- experimentálne porovnanie (na laboratórnych procesoch) navrhnutých prístupov RMPC s klasickými prístupmi a porovnanie spotreby energií pri riadení procesov.