Πραγματοποιήσιμοι δυναμικοί ελεγκτές σε ουδέτερα συστήματα με χρονικές καθυστερήσεις για βιομηχανικές εφαρμογές

Abstract

Η διδακτορική διατριβή ασχολείται με το πρόβλημα του ελέγχου σε συστήματα που ανήκουν στην γενική κατηγορία των γραμμικών ουδετέρων συστημάτων με πολλαπλές χρονικές καθυστερήσεις, μετρήσιμες διαταραχές και μετρήσιμες εξόδους. Αυτή η συστημική περιγραφή είναι αρκετά γενική ώστε να περιλαμβάνει τα γραμμικά επιβραδυμένα συστήματα με πολλαπλές χρονικές καθυστερήσεις, τα γραμμικά ουδέτερα συστήματα με ανάλογες χρονικές καθυστερήσεις και τα γραμμικά επιβραδυμένα συστήματα με ανάλογες χρονικές καθυστερήσεις. Για την κατηγορία των γενικών ουδετέρων συστημάτων με πολλαπλές χρονικές καθυστερήσεις, αναπτύσσεται για πρώτη φορά μια ολοκληρωμένη αλγεβρική προσέγγιση για την αντιμετώπιση προβλημάτων ελέγχου σε ουδέτερα συστήματα με πολλαπλές χρονικές καθυστερήσεις χρησιμοποιώντας δυναμικούς πραγματοποιήσιμους ελεγκτές. Από αυτά, τα πέντε πρώτα προβλήματα είναι: α) το πρόβλημα της αποκοπής διαταραχών, β) το πρόβλημα της αποσύζευξης εισόδων εξόδων, γ) το πρόβλημα της μη τετραγωνικής αποσύζευξης (πρόβλημα του Morgan), δ) το πρόβλημα του ταιριάσματος σε μοντέλο, και ε) το πρόβλημα του ταιριάσματος σε μοντέλο με ταυτόχρονη αποκοπή διαταραχών. Επιπλέον, για την παρούσα κατηγορία συστημάτων μελετάται για πρώτη φορά το πρόβλημα της καλής απόδοσης της περιγραφής εισόδων εξόδων του συστήματος κλειστού βρόχου με PID ελεγκτές χωρίς καθυστερήσεις και με χρήση μιας μεταευρετικής μεθόδου προσδιορισμού των τριών παραμέτρων του ελεγκτή. Τα θεωρητικά αποτελέσματα της διατριβής εφαρμόστηκαν επιτυχώς σε βιομηχανικές εφαρμογές, οι οποίες αποτέλεσαν και το κίνητρο για την μελέτη των γενικών ουδετέρων συστημάτων πολλαπλών χρονικών καθυστερήσεων με δυναμικούς ελεγκτές. Οι εφαρμογές αυτές είναι: α) διατάξεις συστημάτων κεντρικής θέρμανσης, και β) βιομηχανικά οχήματα μεταφοράς φορτίων που φέρουν ενεργητικά και παθητικά συστήματα αναρτήσεων και βαθμούς ελευθερίας στην κίνησή τους. Επίσης, έγινε εφαρμογή σε παραδοσιακά επιβραδυμένα συστήματα με χρονικές καθυστερήσεις όπως είναι: α) πυρηνικοί αντιδραστήρες συζευγμένων πυρήνων, β) αναμίκτες σε σειριακή σύνδεση, και γ) μηχανές εσωτερικής καύσης σε κατάσταση βραδυπορίας.