طراحی کنترل کننده معادله ریکاتی وابسته به حالت مبتنی بر رویتگر فیلتر کالمن توسعه یافته در حضور اغتشاش پله برای یک واحد هواساز در سیستم تهویه مطبوع

در سیستم های تهویه مطبوع برای تامین هوای مطلوب از هواساز استفاده می شود که دما و رطوبت را به مقادیر مرجع می رساند. طبیعت غیرخطی پیچیده و کوپلینگ بین متغیرهای هواساز، طراحی یک سیستم کنترل موثر را با چالش های زیادی روبه رو می کند. از این رو، به کارگیری رویکردی که بتواند تمام پیچیدگی های مدل دینامیک را در فرآیند کنترل لحاظ کند، اجتناب ناپذیر است. از طرفی، اکچویتورهای موتوری مانند موتور دمپر و شیر دو راهه که به عنوان ورودی های سیستم هواساز هستند بعد از مدتی مستهلک می شوند. این استهلاک می تواند سیستم را دچار اغتشاش کند. در این مقاله، از روش معادله ریکاتی وابسته به حالت که ذات مقاوم دارد برای کنترل بهینه غیرخطی سیستم هواساز بهره برده شده است. در روش پیشنهادی، با بهره گیری از شبه خطی سازی و حفظ تمام ویژگی های غیرخطی سیستم، قانون کنترل بهینه برای پایدارسازی و ردیابی مسیر مرجع تولید می شود. رویکرد ارائه شده، علاوه بر ردیابی مسیرهای مرجع، قادر است تلاش کنترلی و مصرف انرژی را نیز حداقل نماید و در برابر اغتشاشات وارد شده (برای مثال پله) مقاوم باشد. با توجه به این که روش معادله ریکاتی وابسته به حالت، یک رویکرد کنترل فیدبک حالت است و تمامی حالت های سیستم هواساز در دسترس نیستند، لذا تخمین حالت های سیستم الزامی است. برای حل این مسئله، از فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین حالت های هواساز پیشنهاد می گردد. نتایج شبیه سازی، عملکرد مناسب روش پیشنهادی در ردیابی مسیرهای مرجع دما و رطوبت با وجود تغییر نقطه کار و اغتشاش پله در ورودی کنترلی را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

هواساز ، فیلتر کالمن توسعه یافته ، معادله ریکاتی وابسته به حالت ، موتور دمپر ، اکچویتور شیر دو راهه