Prediktivní řízení založené na modelu pro průmyslovou tavicí pec

Abstract

V této práci navrhujeme a implementujeme regulátor pro průmyslovou tavicí pec, který by zvládl splnit různá omezení na vstupy (elektrody and plynové hořáky), výstup (teplotu), spotřebovanou energii, průměrný elektrický výkon a minimalizoval náklady na energie. Vybraný typ řízení je prediktivní regulátor založený na modelu a tento regulátor je implementovaný v MATLABu. Implementujeme a porovnáváme dvě různé formulace tohoto regulátoru (simultánní a sekvenční) a dále se věnujeme různým problémům, jako například velké výpočetní složitosti, na které jsme narazili při implementaci. Nakonec ukazujeme chování výsledného regulátoru na několika testovacích scénářích.In this work we design and implement in MATLAB a controller for an industrial melting furnace that is capable of satisfying different constraints on inputs (heating electrodes and natural gas burners), output (temperature), energy consumption, average electricity power and minimize the financial cost. The chosen controller is a model predictive controller and it is implemented in MATLAB. Two different formulations of this controller are implemented (simultaneous and sequential), compared and some problems encountered during implementation such as large computational complexity are adressed. Several different test scenarios are then simulated to test the resulting controller and show its capabilities.