Adaptif kontrol yönteminin bir kimyasal prosese uygulanması

Abstract

Endüstriyel birçok işlemde atık su meydana gelir ve atık su arıtma sürecinin birimlerinden bir tanesi pH nötralizasyon ünitesidir. Örneğin, HCl üretim tesislerinde atık su asidiktir ve deşarj veya yeniden kullanılmadan önce nötralize edilmesi gerekir. pH nötralizasyon prosesinin doğrusal olmayan zamanla değişen özellikleri ve eşdeğerlik noktasında çalışırken küçük bozulmalara karşı hassasiyeti nedeniyle geniş bir aralıkta yüksek hassasiyet ile kontrolü için sürekli güncellenen parametreler içeren adaptif algoritmalara ihtiyaç duyulur. Bu çalışmada güçlü asit (HCl) ve güçlü baz (NaOH) içeren laboratuvar ölçeğinde bir pH nötralizasyon sisteminde farklı yaklaşımlar ile elde edilen Model Referans Adaptif Kontrol (MRAC) yöntemleri MATLAB ortamında uygulanmıştır ve ISE, IAE, ITSE, ITAE yöntemleri kullanılarak performansları değerlendirilmiştir. Bunlar Lyapunov ve Massachusetts Institute of Technology (MIT) yöntemi ile MRAC ve belirsizliklere yaklaşım ile MRAC yöntemleridir. Belirsizlik yakınsama yöntemi kapsamında yakınsama fonksiyonu olarak parametrik bir fonksiyon (L-MRAC) ve radyal fonksiyon temelli nöral ağ (R-MRAC) kullanılmıştır. Sistem parametrelerinin bilinmediği durumda belirsizlik yakınsama yöntemleri uygulunarak elde edilen MRAC yöntemlerinin klasik MRAC yöntemlerine göre model takibi ve bozucu etkilere karşı daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. Sistem parametrelerinin bilindiği durum için MRAC yöntemleri ve PID kıyaslanmış ve en iyi performans değerini R-MRAC vermiştir. Çalışma kapsamında mikroişlemci (Pico) ve ekonomik kontrol elemanları kullanılarak bir pH kontrol sistemi hazırlanmış ve MATLAB ortamında yapılan deneylerle elde edilen kontrol parametreleri kullanılarak MicroPyhton ile R-MRAC ve PID yöntemleri uygulanmış, PID ile ancak parametreler yeniden ayarlandıktan sonra kabul edilebilir bir kontrol performansı elde edilirken, R-MRAC yöntemi ile set noktasına etki ve bozucu etkilere karşı başarılı bir kontrol sağlanmıştır.