طراحی الگوریتم کنترلی بهینه برای شبکه کانال میکروفلویدیک تولید قطره با تاخیر در فیدبک خروجی

در این مقاله، تولید میکروقطره در حجم مناسب الگوریتم کنترلی حلقه- بسته پیشنهاد شده است. در الگوریتم پیشنهادی از افزونگی موجود در ساختار شبکه کانال میکروفلویدیک تولید قطره به منظور تنظیم و تعیین بهینه دبی حجمی سیال هر کدام از کانال های ورودی استفاده شده است، به طوری که براساس یک مساله بهینه سازی با هدف کمینه سازی دبی حجمی ورودی هر کانال قطره تشکیل شده در کانال خروجی در اندازه مطلوب تولید شود. از آنجا که دسترسی به تمامی متغیر های حالت سیستم تولید میکروقطره امکان پذیر نیست، در بخشی از ساختار الگوریتم پیشنهادی به طراحی رویت گر لیونبرگر (رویت گر مرتبه کاهش یافته) پرداخته شده است. سپس کنترل کننده ای بهینه LQR برای همگرایی اندازه حجم قطره تولیدی به مقدار مطلوب مورد بحث قرار گرفته است. در طراحی های صورت گرفته برای بخش های رویت گر و کنترل کننده، مساله تاخیر در اندازه گیری فیدبک خروجی لحاظ شده است و تحلیل پایداری برای هر کدام از بخش های نام برده با توجه به تاخیر ثابت در فیدبک خروجی انجام گرفته است. فیدبک خروجی در طراحی های صورت گرفته متغیر قابل اندازه گیری دبی حجمی ورودی هر کانال است. در نهایت، الگوریتم کنترلی تولید قطره با اندازه های مطلوب برای یک میکروفلویدیک با ساختار Tشکل پیاده سازی رایانه ای شده است.

کلیدواژه ها:

Microfluidic ، Droplet ، Micro-pump ، Optimal Algorithm ، Delay ، میکروفلویدیک ، قطره ، میکروپمپ ، الگوریتم بهینه ، تاخیر