Published January 1, 2021
| Version v1
Publication
Open
Design of a PIα Controller for the Robust Control of the Steam Pressure in the Steam Drum of a Bagasse-Fired Boiler
- 1. University of Castilla-La Mancha
- 2. Polytechnic José Antonio Echeverría
Description
This paper proposes the design of a PI α robust controller with which to regulate the steam pressure in the steam drum of a bagasse-fired boiler. The dynamic behavior of this process was identified by means of experimentation. This identification procedure yielded an equivalent third order plus time delay model, and showed wide process static gain variations. We, therefore, propose a new method with which to design fractional-order robust controllers for this kind of processes. This method is based on the exact attainment of certain nominal time specifications while using one of the parameters of the controller to maximize the gain margin. The controllers attained were shown to significantly outperform the robustness achieved by using PI or PID controllers, in the sense of reducing the Integral Absolute Error (IAE) and improving the steam pressure uniformity.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تقترح هذه الورقة تصميم وحدة تحكم قوية PI α لتنظيم ضغط البخار في أسطوانة البخار الخاصة بالمرجل الذي يعمل بالثفل. تم تحديد السلوك الديناميكي لهذه العملية عن طريق التجريب. أسفر إجراء تحديد الهوية هذا عن نموذج مكافئ من الدرجة الثالثة بالإضافة إلى التأخير الزمني، وأظهر اختلافات واسعة في الكسب الثابت للعملية. لذلك، نقترح طريقة جديدة لتصميم وحدات تحكم قوية ذات ترتيب كسور لهذا النوع من العمليات. تعتمد هذه الطريقة على التحقيق الدقيق لمواصفات زمنية اسمية معينة أثناء استخدام أحد معلمات وحدة التحكم لتعظيم هامش الربح. تبين أن أجهزة التحكم التي تم تحقيقها تتفوق بشكل كبير على المتانة التي تحققت باستخدام أجهزة التحكم PI أو PID، بمعنى تقليل الخطأ المطلق المتكامل (IAE) وتحسين توحيد ضغط البخار.Translated Description (French)
Cet article propose la conception d'un contrôleur PI α robuste permettant de réguler la pression de vapeur dans le tambour à vapeur d'une chaudière à bagasse. Le comportement dynamique de ce processus a été identifié au moyen d'expérimentations. Cette procédure d'identification a donné un modèle équivalent de troisième ordre plus temporisation, et a montré de larges variations de gain statique du processus. Nous proposons donc une nouvelle méthode pour concevoir des contrôleurs robustes d'ordre fractionnaire pour ce type de processus. Ce procédé est basé sur l'atteinte exacte de certaines spécifications de temps nominal tout en utilisant l'un des paramètres du contrôleur pour maximiser la marge de gain. Il a été démontré que les contrôleurs atteints surpassent de manière significative la robustesse obtenue en utilisant des contrôleurs PI ou PID, dans le sens de la réduction de l'erreur absolue intégrale (IAE) et de l'amélioration de l'uniformité de la pression de vapeur.Translated Description (Spanish)
Este documento propone el diseño de un controlador robusto PI α con el que regular la presión de vapor en el tambor de vapor de una caldera de bagazo. Mediante experimentación se identificó el comportamiento dinámico de este proceso. Este procedimiento de identificación produjo un modelo equivalente de tercer orden más retardo de tiempo, y mostró amplias variaciones de ganancia estática del proceso. Por lo tanto, proponemos un nuevo método con el que diseñar controladores robustos de orden fraccional para este tipo de procesos. Este método se basa en el logro exacto de ciertas especificaciones de tiempo nominal mientras se utiliza uno de los parámetros del controlador para maximizar el margen de ganancia. Se demostró que los controladores obtenidos superan significativamente la robustez lograda mediante el uso de controladores PI o PID, en el sentido de reducir el Error Absoluto Integral (IAE) y mejorar la uniformidad de la presión de vapor.Files
09471856.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2271f2be9031e04a7c224e963e29b5d3
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تصميم وحدة تحكم PIα للتحكم القوي في ضغط البخار في أسطوانة البخار في المرجل الذي يعمل بحبوب الباجاس
- Translated title (French)
- Conception d'un contrôleur PIα pour le contrôle robuste de la pression de vapeur dans le tambour à vapeur d'une chaudière à bagasse
- Translated title (Spanish)
- Diseño de un controlador PIα para el control robusto de la presión de vapor en el tambor de vapor de una caldera alimentada con bagazo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3182406211
- DOI
- 10.1109/access.2021.3094306
References
- https://openalex.org/W1542052607
- https://openalex.org/W1934398528
- https://openalex.org/W1977915830
- https://openalex.org/W1982610352
- https://openalex.org/W1992654417
- https://openalex.org/W1993145582
- https://openalex.org/W2000310218
- https://openalex.org/W2000427961
- https://openalex.org/W2001254982
- https://openalex.org/W2004353121
- https://openalex.org/W2023515051
- https://openalex.org/W2030192755
- https://openalex.org/W2036389364
- https://openalex.org/W2057408090
- https://openalex.org/W2063032618
- https://openalex.org/W2066256664
- https://openalex.org/W2082791404
- https://openalex.org/W2084511080
- https://openalex.org/W2093605812
- https://openalex.org/W2114267402
- https://openalex.org/W2123301984
- https://openalex.org/W2128226619
- https://openalex.org/W2140436913
- https://openalex.org/W2142757906
- https://openalex.org/W2144931022
- https://openalex.org/W2164767667
- https://openalex.org/W2165061237
- https://openalex.org/W2168948412
- https://openalex.org/W2477921776
- https://openalex.org/W2552358755
- https://openalex.org/W2887714991
- https://openalex.org/W2918410220
- https://openalex.org/W3012462689
- https://openalex.org/W3111123688
- https://openalex.org/W3169436701