Adaptive Control of Solar Energy Collector Systems

این کتاب روش‌هایی را برای کنترل تطبیقی ​​میدان‌های خورشیدی جمع‌آوری‌شده توصیف می‌کند: گیاهانی که انرژی خورشیدی را جمع‌آوری کرده و آن را به شکل حرارتی تحویل می‌دهند. روش‌های طراحی کنترل‌کننده ارائه شده‌اند که می‌توانند بر مشکلات موجود در این نوع نیروگاه‌ها غلبه کنند:

• این‌ها سیستم‌هایی با پارامترهای توزیع‌شده هستند، به عنوان مثال، سیستم‌هایی با دینامیک که به فضا و زمان بستگی دارند.
• دینامیک آنها غیرخطی است، با ساختاری دوخطی؛
• سطح قابل توجهی از عدم قطعیت در دانش گیاه وجود دارد.

روش‌های تطبیقی ​​کانون توجه را تشکیل می‌دهند. متن به دلیل درجه عدم قطعیت در دانش دینامیک گیاهان. بخش‌هایی از متن به روش‌های طراحی اختصاص داده شده است که دانش بسیار محدودی در مورد گیاه را فرض می‌کنند. بخش‌های دیگر روش‌هایی را که بر دانش ساختار غالب گیاه تکیه دارند، جزئیات می‌دهند. این روش‌ها بیشتر مختص گیاهان هستند، اما امکان بهبود عملکرد را فراهم می‌کنند.

کنترل تطبیقی ​​سیستم‌های جمع‌آوری انرژی خورشیدی پویایی میدان‌های خورشیدی را نشان می‌دهد که به اندازه‌ای غنی هستند که چالشی را به وجود آورد. طراح کنترل، در عین حال، به اندازه کافی ساده است که امکان انجام کار تحلیلی را فراهم می کند، مطالعات موردی در مورد دینامیک و طراحی کنترل غیرخطی را به روشی ساده و آشکار، اما غیر پیش پا افتاده ارائه می دهد.

رویکردهای کنترلی مورد بررسی قرار می گیرند. در این مونوگراف می‌توان آن را تعمیم داد تا برای سایر گیاهان مدل‌سازی شده با معادلات دیفرانسیل جزئی هذلولی، به‌ویژه کارخانه‌های فرآیندی که در آن‌ها پدیده‌های حمل‌ونقل رخ می‌دهد، نیروگاه‌هایی مانند خشک‌کن‌ها، بخاری‌های فوق‌العاده بخار و حتی ترافیک بزرگراه‌ها استفاده شود.

یک مثال مهم. ، که به طور مکرر در سراسر متن استفاده شده است، یک میدان خورشیدی جمع آوری توزیع شده است که در Plataforma Solar de Almeria، واقع در جنوب اسپانیا نصب شده است. الگوریتم های کنترلی ارائه شده در متن با نتایج تجربی تولید شده از این گیاه نشان داده شده است.

اگرچه تمرکز اصلی این مقاله جمع آوری کننده انرژی خورشیدی است، طیف وسیعی از سیستم های دیگر که می توانند از روش های شرح داده شده بهره مند شوند، خواهند بود. آن را برای مهندسان کنترلی که در بسیاری از صنایع کار می کنند و همچنین برای محققان کنترل آکادمیک علاقه مند به کنترل تطبیقی ​​و کاربردهای آن مورد توجه قرار می دهد.

This book describes methods for adaptive control of distributed-collector solar fields: plants that collect solar energy and deliver it in thermal form. Controller design methods are presented that can overcome difficulties found in these type of plants:

• they are distributed-parameter systems, i.e., systems with dynamics that depend on space as well as time;
• their dynamics is nonlinear, with a bilinear structure;
• there is a significant level of uncertainty in plant knowledge.

Adaptive methods form the focus of the text because of the degree of uncertainty in the knowledge of plant dynamics. Parts of the text are devoted to design methods that assume only a very limited knowledge about the plant. Other parts detail methods that rely on knowledge of the dominant plant structure. These methods are more plant specific, but allow the improvement of performance.

Adaptive Control of Solar Energy Collector Systems demonstrates the dynamics of solar fields to be rich enough to present a challenge to the control designer while, at the same time, simple enough to allow analytic work to be done, providing case studies on dynamics and nonlinear control design in a simple and revealing, but nontrivial way.

The control approaches treated in this monograph can be generalized to apply to other plants modelled by hyperbolic partial differential equations, especially process plants in which transport phenomena occur, plants like dryers, steam super-heaters and even highway traffic.

An important example, used repeatedly throughout the text, is a distributed-collector solar field installed at Plataforma Solar de Almeria, located in southern Spain. The control algorithms laid out in the text are illustrated with experimental results generated from this plant.

Although the primary focus of this monograph is solar energy collector, the range of other systems which can benefit from the methods described will make it of interest to control engineers working in many industries as well as to academic control researchers interested in adaptive control and its applications.