Kľúčové slová: riadenie procesov, modelovanie, neurčitosť, robustné prediktívne riadenie, neuro-fuzzy systém, úspora energie
Anotácia
Vedecký projekt sa zameriava na vývoj takých pokročilých metód a algoritmov riadenia systémov s neurčitosťami, ktorých implementácia zabezpečí výrazné úspory energií pri riadení energeticky náročných procesov v chemických, biochemických a potravinárskych technológiách. Jadro projektu tvorí rozpracovanie metód a návrh algoritmov prediktívneho riadenia, robustného prediktívneho riadenia a fuzzy riadenia systémov s neurčitosťami. 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 experimentálne v laboratórnych podmienkach a budú sa porovnávať z hľadiska spotreby energií riadenými procesmi s klasickými prístupmi. Riadenými procesmi budú najmä chemické reaktory, biochemické reaktory, výmenníky tepla, destilačné kolóny a ďalšie energeticky náročné procesy typické pre chemické, biochemické a potravinárske technológie.
Ciele
Hlavným cieľom je navrhnúť vyžitím pokročilých metód riadenia efektívne algoritmy a riadiace systémy, ktoré budú riešiť nielen problémy súvisiace s neurčitosťami procesov v chemických, biochemických a potravinárskych výrobách a obmedzeniami ich akčných a riadených veličín, ale i problémy vysokej spotreby energií v týchto procesoch, pričom navrhnuté algoritmy a riadiace systémy zabezpečia nielen požadovanú kvalitu riadenia, ale aj významné úspory energií v porovnaní s konvenčnými prístupmi.
Čiastkové ciele:
- tvorba analytických matematických modelov, fuzzy a neuro-fuzzy modelov chemických a biochemických procesov s neurčitosťami rôzneho typu, pre ktoré je charakteristická veľká spotreba energií
- rozšírenie knižnice matematických modelov chemických a biochemických procesov
- vývoj metód prediktívneho (MPC) a robustného prediktívneho riadenia (RMPC), ktoré zohľadňujú obmedzenia akčných a riadených veličín už pri návrhu riadiacich algoritmov
- vývoj MPC a RMPC algoritmov zameraných na redukciu výpočtovej náročnosti s cieľom zvýšiť efektivitu ich nasadenia pri riadení v reálnom čase a ušetriť energie
- vývoj algoritmov riadenia energeticky náročných procesov s neurčitosťami s využitím fuzzy a neuro-fuzzy metód,
- vývoj softvérových nástrojov, ktoré umožnia efektívnu implementáciu navrhnutých pokročilých algoritmov riadenia s výhľadom ich implementácie v rámci konceptu priemyselného Internetu vecí
- implementácia pokročilých algoritmov riadenia narábajúcich s obmedzeniami akčných veličín, ktoré priamo ovplyvňujú spotrebu energií, ako aj s obmedzeniami riadených veličín, ktoré priamo ovplyvňujú celkovú kvalitu a efektivitu riadenia v simulačných a reálnych laboratórnych experimentoch
- implementácia fuzzy a neuro-fuzzy algoritmov riadenia v simulačných a reálnych laboratórnych experimentoch
- analýza kvality riadenia a energetických úspor dosiahnutých pomocou navrhnutých algoritmov riadenia a porovnanie pokročilých metód s konvenčnými metódami riadenia založenými predovšetkým na požití PID regulátorov
Zodpovednosť za obsah: doc. Ing. Juraj Oravec, PhD.