On-line Tuning of Model Predictive Controllers Using Fuzzy Logic

Autor: Emad Ali, Ashraf Al-Ghazzawi
Rok vydání: 2008
Předmět:
Zdroj: The Canadian Journal of Chemical Engineering. 81:1041-1051
ISSN: 1939-019X
0008-4034
DOI: 10.1002/cjce.5450810515
Popis: This paper addresses the problem of tuning model predictive controllers for good performance. An automatic online tuning strategy is developed to adjust the prediction horizon, P, the diagonal elements of the input weight matrix, Λ, and the diagonal elements of the output weight matrix, Γ. The control horizon is left constant because its relative value with respect to P is more important. The tuning algorithm is based on the fuzzy logic concepts. Predefined fuzzy rules that formulate the general tuning guidelines available in the literature and the performance violation measure in the form of fuzzy sets determine the new tuning parameter values. Therefore, the tuning algorithm is cast as a simple and straightforward mechanism with modest computational requirements. This feature makes it more appealing for online implementation. The effectiveness of the proposed tuning method is tested through simulated implementation on a binary distillation column example and on a non linear CSTR example. The result of the simulations revealed the success of such a method. Cet article porte sur le probleme du reglage des controleurs predictifs bases sur des modeles afin d'assurer un fonctionnement performant. On met au point une strategie de reglage en ligne automatique pour ajuster l'horizon de prediction, P, les elements diagonaux de la matrice de ponderation d'entree, Λ, et les elements diagonaux de la matrice de ponderation de sortie, Γ. L'horizon de controle est laisse constant parce que sa valeur relative par rapport a P est plus importante. L'algorithme de reglage repose sur les concepts de logique floue. Des regles floues predefinies donnees par les directives de reglage generales disponibles dans la litterature scientifique et la mesure de violation de la performance sous la forme d'ensemble flous determinent les nouvelles valeurs des parametres de reglage. En consequence, l'algorithme de reglage est decrit comme un mecanisme simple et direct necessitant des moyens informatiques modestes. Cette caracteristique le rend plus attrayant pour une application en ligne. L'efficacite de la methode de reglage proposee est testee pour une application simulee d'un exemple de colonne de distillation binaire et d'un exemple de CSTR non lineaire. Le resultat des simulations illustre le succes d'une telle methode.
Databáze: OpenAIRE
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