การประยุกต์ใช้ตัวควบคุมแบบโมเดลพรีติกทีฟแบบไม่เป็นเชิงเส้นของระบบสี่ถัง

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้เสนอการประยุกต์ใช้ตัวควบคุมแบบโมเดลพรีดิกทีฟแบบไม่เป็นเชิงเส้น เพื่อควบคุมระดับของเหลวในกระบวนการระบบสี่ถัง โดยได้สร้างชุดทดลองระบบสี่ถังซึ่งเป็นตัวแทนของระบบที่มีลักษณะแบบไม่เป็นเชิงเส้น ที่มีปฎิสัมพัทธ์ระหว่างตัวแปรต่างๆในระบบ และสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นขึ้นมาเพื่อศึกษาระบบ จากนั้นศึกษาการควบคุมระดับของเหลวโดยการปรับการเปิด-ปิดของวาล์วควบคุมในกรณีมีการรบกวนระบบโดยการเพิ่มระดับของเหลวในถังแบบอิมพัลส์ นอกจากนี้ยังได้ศึกษาการประยุกต์ใช้ตัวควบคุมแบบพีไอดีและตัวควบคุมแบบโมเดลพรีดิกทีฟในการควบคุมระบบอีกด้วย ในการเปรียบเทียบสมรรถนะของตัวควบคุมแต่ละกรณีทำได้โดยการวิเคราะห์ค่าผลรวมความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์ หรือไอเออี การเปรียบเทียบสมรรถนะของการควบคุมของตัวควบคุมทั้งสามแบบ พบว่าตัวควบคุมแบบโมเดลพรีดิกทีฟแบบไม่เป็นเชิงเส้นให้สมรรถนะการควบคุมที่ดีที่สุด แสดงให้เห็นว่าการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่มีความใกล้เคียงระบบจริงเหมาะสำหรับการควบคุมระบบที่มีความซับซ้อน ในกรณีการควบคุมโดยใช้ตัวควบคุมแบบพีไอดี และตัวควบคุมแบบโมเดลพรีดิกทีฟ ได้ทำการทดลองโดยการเปลี่ยนค่าเวลาในการสุ่มตัวอย่างต่างๆ พบว่าการใช้เวลาในการสุ่มตัวอย่างน้อยลงจะให้สมรรถนะในการควบคุมที่ดียิ่งขึ้นในทั้งสองตัวควบคุม นอกจากนี้ยังได้ทดลองเปลี่ยนค่าขอบเขตเวลาในการทำนายและควบคุมในกรณีการควบคุมด้วยตัวควบคุมแบบโมเดลพรีดิกทีฟแบบไม่เป็นเชิงเส้นที่เวลาต่างๆ พบว่าค่าขอบเขตเวลาในการทำนายและควบคุมมากขึ้นจะให้สมรรถนะในการควบคุมดีขึ้น