کنترل دمای رساناهای مختلف با استفاده از کنترل کننده مدل داخلی طراحی شده مبتنی بر یک مدل کاهش مرتبه یافته

این مقاله بر طراحی کنترل کننده برای کنترل دمای یک میله فلزی افقی با رسانایی های متفاوت و با استفاده از تغییر شار حرارتی متمرکز است. برای این منظور ابتدا معادلات با مشتقات جزئی حاکم بر میله با استفاده از روش تفاضل محدود به دسته ای از معادلات دیفرانسیل عادی تبدیل می شود که نمایش فضای حالت را برای سیستم تحت مطالعه نتیجه می دهد. با توجه به بالا بودن مرتبه سیستم تحت مطالعه در فرم فضای حالت، پارامترهای تابع تبدیل کاهش مرتبه یافته برای رسانایی های متفاوت و با استفاده از یک روش بهینه سازی استخراج می شوند که نتایج حاصل از شبیه سازی حلقه باز نشان می دهند مدل های مرتبه پایین بدست آمده برای رسانایی های مختلف دارای دقتی بیش از ۹۹% می باشند. سپس با استفاده از مدل های مرتبه پایین بدست آمده، کنترل کننده های مدل داخلی برای حالات مختلف رسانایی طراحی شده و به سیستم اصلی اعمال می شوند. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند که کنترل کننده مدل داخلی طراحی شده توانسته است در مقایسه با دیگر مراجع عملکرد مطلوبی را در ردیابی ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش از خود به نمایش بگذارد به نحوی که خروجی سیستم توانسته است دمای مطلوب را با سرعتی مناسب، با فراجهشی کوچک و بدون خطای حالت ماندگار دنبال کند.

کلیدواژه ها:

سیستم انتقال حرارت هدایتی ، میله فلزی افقی ، روش تفاضل محدود ، کاهش مرتبه مدل ، کنترل دما ، کنترل کننده مدل داخلی