Strategies with guarantee of stability for the integration of model predictive control and real time optimization (2012)
- Authors:
- Autor USP: TORO, LUZ ADRIANA ALVAREZ - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: CONTROLE PREDITIVO; TEMPO-REAL
- Language: Inglês
- Abstract: O propósito desta Tese é desenvolver controladores preditivos (MPC) com garantia de estabilidade e que são parte de uma estrutura onde a otimização em tempo real (RTO) produz targets otimizantes para o controlador preditivo. As aproximações de duas e três camadas foram consideradas. Três diferentes estratégias são apresentadas: A primeira estratégia é desenvolvida para sistemas com pólos integradores; esta consiste em um algoritmo MPC de horizonte infinito em duas versões estendidas. Este controlador é formulado para implementação em uma estrutura de duas camadas. Os resultados de simulação em um sistema linear com modos estáveis e integradores mostram a capacidade do controlador MPC para seguir targets nas entradas vindos da camada RTO mesmo quando há targets para sistemas integradores. Como segunda estratégia, foi desenvolvido um algoritmo que garante estabilidade nominal do controlador MPC quando este interage com a camada intermediária da estrutura em três camadas. Além da versão nominal, é desenvolvida uma extensão deste controlador para sistemas com incerteza, o controlador resultante tem estabilidade robusta. Esta aproximação é testada com um sistema linear e um sistema não linear. Para o sistema não-linear, que é um processo industrial, é simulada a estrutura completa incluindo a RTO com o algoritmo robusto. Os resultados mostram que a estrutura é capaz de seguir mudanças nos targets quando os distúrbios afetam o processo. Finalmente, a última estratégia proposta nesta Tese consiste na inclusão de uma função convexa no controlador MPC para seguir os targets. O gradiente desta função convexa é considerada num termo quadrático na função objetivo do controlador MPC. Este controlador é simulado com um sistema linear e um sistema não linear.Com o objetivo de desenvolver uma versão robusta, o MPC com gradiente foi estendido ao caso de sistemas com incertezas. Para todas as estratégias apresentadas em esta Tese, foram formulados teoremas que garantem a viabilidade recursiva e a convergência do sistema em malha fechada.
- Imprenta:
- Data da defesa: 23.03.2012
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ABNT
ALVAREZ TORO, Luz Adriana. Strategies with guarantee of stability for the integration of model predictive control and real time optimization. 2012. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-161758/. Acesso em: 17 abr. 2024. -
APA
Alvarez Toro, L. A. (2012). Strategies with guarantee of stability for the integration of model predictive control and real time optimization (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-161758/ -
NLM
Alvarez Toro LA. Strategies with guarantee of stability for the integration of model predictive control and real time optimization [Internet]. 2012 ;[citado 2024 abr. 17 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-161758/ -
Vancouver
Alvarez Toro LA. Strategies with guarantee of stability for the integration of model predictive control and real time optimization [Internet]. 2012 ;[citado 2024 abr. 17 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-161758/ - Model predictive control with gradient of a function of the optimizing targets
- Optimization and control of a continuous polymerization reactor
- A simplied RTO-MPC algorithm with infinite horizon for industrial process operation
- Integration of RTO with MPC through the gradient of a convex function
- Stable model predictive control for integrating systems with optimizing targets
- Robust integration of real time optimization with linear model predictive control
- Reduction of the QP-MPC cascade structure to a single layer MPC
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