ตัวควบคุมแบบปรับตัวได้ของระบบพีเอชโดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองฟัซซีของทากาจิและสุจีโน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการสร้างแบบจำลองฟัซซีของทากาจิและสุจีโนแบบแบ่งย่านการทำงาน โดยใช้ข้อมูลอินพุท-เอาท์พุทของกระบวนการผ่านอัลกอริธึมของฟัซซีคลัสเตอริงและวิธีลีสท์สแควร์ แบ่งการทดสอบการแบ่งย่านการทำงานเป็น 2 กรณีศึกษา ซึ่งพบว่าแบบจำลองที่ได้จากการแบ่งย่านด้วยอัลกอริธึมของฟัซซีคลัสเตอริงสามารถทำนายพฤติกรรมของกระบวนการได้ดีกว่าการแบ่งย่านโดยการสังเกตความไม่เป็นเชิงเส้นของกระบวนการ จากนั้นนำแบบจำลองที่ได้ใช้เป็นแบบจำลองภายในสำหรับการควบคุมแบบอาศัยแบบจำลองภายในแบบแบ่งย่านการทำงาน การออกแบบตัวควบคุมฟัซซีกระทำโดยการผกผันแบบจำลองฟัซซีของกระบวนการ ซึ่งผลการตอบสนองของตัวควบคุมเป็นการรวมกันของผลการตอบสนองในแต่ละย่านการทำงาน วิธีการนี้ประยุกต์ใช้กับการควบคุมค่าพีเอชในถังปฏิกรณ์ต่อเนื่อง ซึ่งเป็นระบบที่มีคุณลักษณ์ไม่เป็นเชิงเส้น โดยแบ่งการทดสอบตัวควบคุมออกเป็น 3 กรณี คือกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงค่าเป้าหมาย ซึ่งจะทำการควบคุมที่ค่าสภาวะปกติ 3 ค่า คือ ค่าพีเอช 5, 7 และ 9 แล้วทำการเปลี่ยนค่าเป้าหมายไปจากสภาวะปกติ 0.5 กรณีที่มีการรบกวนระบบเป็นการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของกรดและความเข้มข้นของกรดไป 10% และกรณีที่ค่าพารามิเตอร์ของแบบจำลองของกระบวนการผิดพลาด โดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อให้ค่าคงที่ของสมดุลไอออนในน้ำเปลี่ยนแปลงไป จากการศึกษาพบว่าตัวควบคุมฟัซซีที่ได้มีสมรรถนะในการควบคุมที่ดี เมื่อเปรียบเทียบกับตัวควบคุมพีไอแบบกำหนดเกนต่างๆ กัน สามารถควบคุมค่าพีเอชให้เข้าสู่ค่าเป้าหมายได้แม้ว่าจะมีตัวแปรรบกวน หรือพารามิเตอร์ของกระบวนการมีการเปลี่ยนแปลง และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าเป้าหมายระบบสามารถปรับตัวเข้าสู่ค่าเป้าหมายใหม่ได้เป็นอย่างดี