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研究生: 陳傑豪
論文名稱: 局域-全局控制策略及其在pH系統上的應用
指導教授: 鄭西顯
s.s. jang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
中文關鍵詞: pH 控制類神經網路全局控制局域控制平行控制器
外文關鍵詞: pH control, neural network, global control, local control, parallel controller
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  • 一般的化學程序多為非線性的系統,而不同的系統所表現的非線性程度有異,有些系統可以用線性方程來表示,反之,有些系統的非線性則完全無法被表示,同時,以一般的線性控制器並無法進行控制,因此有了以系統模式做為運算基礎所衍生出來的控制邏輯和策略,如模式預測控制(Model Predictive Control, MPC),其整體控制表現與所採用的模式本身的預測準確度息息相關,對於一個高度非線性的化學反應系統,採用非線性模式,如人工智慧類神經網路,為基礎的控制方式顯然優於使用線性模式為控制基礎的策略。
    在這一篇的論文裡,在PI控制器應用於高非線性的系統時,我們不採改變PI控制參數的方式,而是以一個預測控制器作為一個全局(global)的輔助控制器,以解決PI控制器在非線系統中僅能作局部(local)控制的問題,同時,我們亦用這個方法來改進以ANNs 為模式的MPC在模式不準確時的控制,在ANNs 建模時,常因訓練資料不完全或其它的因素,使得模式有誤差存在,而無法有效的控制,在這個架構裡,PI 可用來修正MPC的控制效果,另外,我們將這個控制策略應用在pH滴定中和系統做為測試,在實際的進行控制實驗的結果中顯示出,以類神經網路所建構的模式,能夠對系統在動態時的變化作有效的控制動作,配合PI控制器作系統穩態時的控制,能夠在非線性的系統有非常好的表現。


    摘要 I 第一章 導論 1 第二章 理論背景 8 2.1 人工智慧類神經網路(ANN) 8 2.2 模式預測控制(MPC) 11 2.3 PIMPC (PI 控制器 結合 MPC) 13 2.3.1 結合區域知識指標之模式預測控制架構 14 2.3.2 協調器 15 2.3.3 區域知識指標 17 第三章 PH系統簡介 20 3.1 PH滴定中和的數學模式與分析 20 3.2 實驗系統簡介 21 3.2.1 儀器設備 21 3.2.2 電腦與訊號的擷取連接 23 3.3 實驗藥品與器材 25 3.3.1 藥品 25 3.3.2 器材與設備 25 第四章 模擬結果 27 4.1 實驗設定及初始值 27 4.2 ANN 模式的預測資料 28 4.3 改變系統的設定點 32 4.4 改變酸溶液流量 37 第五章 實驗結果 45 5.1 實驗設定及初始值 45 5.2 ANN 模式的預測資料 47 5.3 改變系統的設定點 50 5.4 改變酸溶液流量 53 第六章 結論: 57 參考文獻 58 附錄一 OPC 技術 A 附錄二 ICONICS-GENESIS32 D 附錄三 系統本身的不穩定 E 附錄四 NAC (NEURAL ADAPTIVE CONTROLLER) F

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