Hlavným cieľom projektu je návrh optimálnej prevádzky vybraných procesov v chemických a potravinárskych technológiách. Dôraz bude kladený najmä na dva typy: procesy membránovej filtrácie a polymerizačné reaktory. V prípade membránových procesov sa zameriame na efekty zanášania membrán ako aj na využívanie membránových technológií ako časti celkovej prevádzky. U polymerizačných reaktorov budeme študovať hybridné správanie odpovedajúce jednotlivým etapám tvorby polymérov a navrhovať efektívne štruktúry ich riadenia.
Z hľadiska teórie dynamickej optimalizácie sa zameriame na štúdium globálnych deterministických metód, ktoré dokážu nájsť nielen lokálne optimum, ale v konečnom čase konvergujú do okolia globálneho optima. Cieľom bude navrhnutie takých metód, ktoré budú použiteľné pre optimalizáciu podrobnejších modelov procesov a pre odhad ich parametrov.
Získané výsledky budu implementované v softvérových balíkoch s otvoreným kódom a sprístupnené na Internete. Cieľom je širšia diseminácia výsledkov výskumu v oblasti optimálneho riadenia a optimálneho odhadu parametrov procesných technológií.
Kľúčové slová:
optimálne riadenie, procesné riadenie, optimalizácia
Anotácia:
Vedecký projekt sa zameriava na výskum a vývoj v oblasti tvorby moderných metód optimálneho riadenia a optimalizácie so zameraním sa na procesy typické v chemických a potravinárskych technológiách ako napríklad chemické reaktory, membránové systémy a iné. Jadro projektu tvorí rozpracovanie a aplikácia metód dynamickej a globálnej optimalizácie hybridných systémov na tieto procesy, pričom sa bude prihliadať na výpočtovú efektívnosť a realizovateľnosť v priemysle. Navrhnuté algoritmy riadenia, regulátory a riadiace štruktúry budú testované simulačne a v laboratórnych podmienkach.
Výsledky (projekt bol vybraný ako významný v agentúre VEGA):
Projekt
sa zaoberal optimálnym riadením spojitých procesov, ktoré sú významnou
súčasťou technológií v chemickom, potravinárskom, biotechnologickom a
farmaceutickom priemysle. Najdôležitejším
výsledkom dosiahnutým pri riešení projektu je charakterizácia
optimálnej prevádzky vsádzkových membránových procesov založená na
aplikácii Pontrjaginovho princípu minima. Membránové procesy je možné
využiť na separáciu zložiek roztokov alebo plynov. Určili sme optimálne
riadenie
ako prepínané po častiach nelineárne spätnoväzbové riadenie, ktoré
oproti existujúcemu stavu dokáže výrazne skrátiť čas vsádzky. Tieto
výsledky sú aplikovateľné tak na procesy bez zanášania ako aj na procesy
so zanášaním membrány. Riadenie je pritom priamo využiteľné v
existujúcich prevádzkach bez nutnosti zmeny či zlepšenia hardvérových
prostriedkov.