Economic Model Predictive Control: Theory, Formulations and Chemical Process Applications

ویرایش: 1 
نویسندگان: Matthew Ellis,  Jinfeng Liu,  Panagiotis D. Christofides (auth.)  
سری: Advances in Industrial Control 
ISBN (شابک) : 9783319411088, 9783319411071 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2017 
تعداد صفحات: 311 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 9 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 35,000



این کتاب روش‌های کلی برای طراحی سیستم‌های کنترل پیش‌بینی مدل اقتصادی (EMPC) را برای کلاس‌های وسیعی از سیستم‌های غیرخطی ارائه می‌کند که به ملاحظات نظری و عملی کلیدی از جمله امکان‌سنجی بازگشتی، پایداری حلقه بسته، عملکرد حلقه بسته، و کارایی محاسباتی به طور خاص، این کتاب پیشنهاد می‌کند:

• روش‌های EMPC مبتنی بر لیاپانوف برای سیستم‌های غیرخطی؛
• معماری‌های EMPC دو لایه که از نظر محاسباتی بسیار کارآمد هستند. و
• طرح‌های EMPC که آشکارا عدم قطعیت، توابع هزینه متغیر با زمان، تأخیرهای زمانی و پویایی مقیاس‌های زمانی چندگانه را مدیریت می‌کنند.

روش‌های پیشنهادی از ابزارهای مختلفی از تجزیه و تحلیل سیستم‌های غیرخطی، از طریق تکنیک‌های کنترل مبتنی بر لیاپانوف تا بهینه‌سازی دینامیکی غیرخطی استفاده می‌کنند. کاربرد و عملکرد روش های پیشنهادی از طریق تعدادی از مثال های فرآیند شیمیایی نشان داده شده است.

این کتاب روش های پیشرفته ای را برای طراحی سیستم های کنترل پیش بینی مدل اقتصادی برای فرآیندهای شیمیایی ارائه می دهد. این روش‌ها علاوه بر اینکه از نظر ریاضی دقیق هستند، مسائل عملی کلیدی را نیز در بر می‌گیرد، به عنوان مثال، بهینه‌سازی مستقیم اقتصاد فرآیند، توابع هزینه اقتصادی متغیر با زمان و کارایی محاسباتی. نظرات و اظهارات متعددی که درک اساسی از ادغام اقتصاد فرآیند و کنترل بازخورد را در یک چارچوب واحد ارائه می‌دهند، گنجانده شده‌اند. یک مهندس کنترل به راحتی می‌تواند بسیاری از نمونه‌های دقیق مربوط به صنعت ارائه شده در متن را برای یک برنامه خاص تنظیم کند.

نویسندگان مجموعه‌ای غنی از موضوعات تحقیقاتی جدید و ارجاعات به کارهای مهم اخیر را ارائه می‌کنند کنترل پیش‌بینی مدل اقتصادی منبع مهمی از اطلاعات و الهام برای دانشگاهیان و دانشجویان فارغ التحصیل در حال تحقیق در این زمینه و برای مهندسان فرآیند علاقه مند به استفاده از ایده های آن است.

This book presents general methods for the design of economic model predictive control (EMPC) systems for broad classes of nonlinear systems that address key theoretical and practical considerations including recursive feasibility, closed-loop stability, closed-loop performance, and computational efficiency. Specifically, the book proposes:

• Lyapunov-based EMPC methods for nonlinear systems;
• two-tier EMPC architectures that are highly computationally efficient; and
• EMPC schemes handling explicitly uncertainty, time-varying cost functions, time-delays and multiple-time-scale dynamics.

The proposed methods employ a variety of tools ranging from nonlinear systems analysis, through Lyapunov-based control techniques to nonlinear dynamic optimization. The applicability and performance of the proposed methods are demonstrated through a number of chemical process examples.

The book presents state-of-the-art methods for the design of economic model predictive control systems for chemical processes.In addition to being mathematically rigorous, these methods accommodate key practical issues, for example, direct optimization of process economics, time-varying economic cost functions and computational efficiency. Numerous comments and remarks providing fundamental understanding of the merging of process economics and feedback control into a single framework are included. A control engineer can easily tailor the many detailed examples of industrial relevance given within the text to a specific application.

The authors present a rich collection of new research topics and references to significant recent work making Economic Model Predictive Control an important source of information and inspiration for academics and graduate students researching the area and for process engineers interested in applying its ideas.

Front Matter....Pages i-xxiv
Introduction....Pages 1-19
Background on Nonlinear Systems, Control, and Optimization....Pages 21-55
Brief Overview of EMPC Methods and Some Preliminary Results....Pages 57-73
Lyapunov-Based EMPC: Closed-Loop Stability, Robustness, and Performance....Pages 75-133
State Estimation and EMPC....Pages 135-170
Two-Layer EMPC Systems....Pages 171-232
EMPC Systems: Computational Efficiency and Real-Time Implementation....Pages 233-289
Back Matter....Pages 291-292