در این پایان نامه ما قصد داریم کنترلر های مختلف برای یک مبدل حرارتی زمان مرده طراحی کنیم.در ابتدا سعی شده است با بیان مثال های گوناگون و با استفاده از زندگی روزمره زمان مرده را توضیح داده در ادامه دلایل دشواری کنترل سیستم های زمان مرده بیان شده است.در ادامه سیستم های زمان مرده رفتار شناسی شده اند و یک بررسی برای اینکه آیا می توان از کنترلر pid برای کنترل فرآیندهای ساده دارای زمان مرده استفاده کرد انجام شده است. واضح است که یک ضرورت برای توسعه ی عمومی مدل ریاضی برای مبدل حرارتی وجود دارد به منظور طراحی کنترلرها و کنترل مبدل حرارتی وجود دارد.بدین ترتیب ما در بخش بعدی به دنبال پیدا کردن یک دینامیک عمومی از مدل و یک تابع تبدیل از مبدل حرارتی به منظور طراحی انواع کنترلرهای pid و اعمال آن ها بر روی سیستم هستیم. برای طراحی کنترلر برای سیستم بدست آمده چهار روش در نظر گرفته شده است: 1- روش زیگلر- نیکولز 2- روش کوهن –کن 3- روش imc 4- روش تنطیمات زیر بهینه. سپس با بررسی نمودار های پاسخ پله هر یک از کنترلر ها عملکرد آنها را مقایسه کرده و در ادامه با تغییر پارامتر های سیستم تاثیرات آن را بر عملکرد هر یک از کنترلر ها مشاهده کردیم

این پایان‎نامه یک روش برای کنترل یک فرآیند صنعتی با استفاده از کنترل پیش‎بین مدل (mpc) ارائه می‎کند. قسمت اول پایان‎نامه به معرفی ایده‎های اساسی مدل کنترل پیش‎بین و تئوری ریاضی که این روش بر آن بنا نهاده شده است، می‎پردازد. به طور خاص، تحقیق شده است که چطور مدل خطی فرآیند تحت کنترل می‎تواند از روی داده‎های ورودی - خروجی فرآیند شناسایی شود. همچنین، درباره اینکه چگونه می‎توان به یک مدل شبیه‎سازی برای فرآیند صنعتی دست یافت، بحث شده است. حذف اغتشاش و کنترل بدون افست از جمله مفاهیم مهم در کنترل صنعتی هستند. به منظور دستیابی به کنترل بدون افست در مواجهه با اغتشاش‎های ناشناخته، انتگرال‎گیرها به مدل خطی افزوده شده‎اند. سه روش مختلف برای افزودن این انتگرال گیرها ارائه شده‎اند. براساس مدل شناسایی شده خطی¬ که انتگرال‎گیرها نیز در آن استفاده شده‎اند، یک mpc غیر مقید فرموله شده است و متعاقباً به یک مسئله¬ی بهینه‎سازی درجه دوم محدب تبدیل شده است. این مسئله¬ی بهینه‎سازی می‎تواند به سادگی حل شود و قاعده¬ی کنترل بهینه خطی است. کنترل‎کننده خطی که با مدل فرآیند خطی ترکیب شده است، یک مدل فضای حالت حلقه بسته را شکل می‎دهد. به منظور تنظیم mpc ارائه شده، یک شیوه بهینه‎سازی مورد مطالعه قرار گرفت. برای حل این مسئله¬ی بهینه‎سازی، شاخص‎های مختلف سنجش عملکرد کنترل حلقه بسته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‎اند. یکی از شاخص‎های اساسی بهینه‎سازی، افزودن یک قید غیر خطی به منظور سنجش میزان توانایی کنترل‎کننده است. در قسمت دوم پایان‎نامه یک بررسی موردی بر روی یک فرآیند هدباکس ماشین کاغذ صورت گرفته است، که این فرآیند به عنوان نمونه‎ای از یک فرآیند صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. این فرآیند برخی از رفتارهای متداول فرآیندهای صنعتی مثل اثر متقابل قوی و رفتار غیر مینیمم فاز را دارا می‎باشد. قسمت اول بررسی موردی مربوط به تعریف یک مدل خطی برای سیستم هدباکس ماشین کاغذ از روی داده‎های ورودی- خروجی است. از آنجایی که هیچ فرآیند صنعتی واقعی برای این پروژه موجود نبوده است، داده های ورودی- خروجی توسط شبیه‎سازی و با استفاده از مدل غیرخطی فرآیند بدست آمده‎اند. در قسمت دوم، پارامترهای تنظیم با استفاده از بهینه‎سازی بدست آمده‎اند. در پایان، شبیه‎سازی‎های حلقه بسته با استفاده از پارامترهای تنظیمی که از حل مسئله بهینه‎سازی بدست آمده‎اند، انجام شده است. در این شبیه‎سازی¬ها مدل غیرخطی برای فرآیند هدباکس ماشین کاغذ مورد استفاده قرار گرفته است. به طور کلی مشاهده شده است که شیوه¬ی بهینه‎سازی، پارامترهای تنظیمی منطقی و خوبی را برای سیستم هدباکس کاغذ ارائه می‎دهد. به علاوه، در شبیه‎سازی حلقه بسته نشان داده شده است که عملکرد سیستم هم در ردیابی و هم در حذف اغتشاش رضایت بخش است، حتی تحت شرایطی که نویز زیادی در سیستم موجود باشد.

امروزه توسعه روزافزون علوم گوناگون موجب شده تا رخدادهای نوینی را خصوصا در فرآیندهای صنعتی شاهد باشیم. با گسترش فعالیت های صنعتی و با در نظر گرفتن حجم بالای تقاضا از کارخانه ها، توجه به عواملی نظیر سرعت، دقت، عدم وجود خطا، مدیریت هزینه ها و ... بسیار مهم و حیاتی است. در راستای رسیدن به عملکرد مناسب سیستم ها در موارد فوق، اتوماسیون کردن فعالیت های صنعتی امری لازم و ضروری محسوب می شود. بدین منظور، استفاده از شبکه های سنسور بی سیم جهت مانیتورینگ و کنترل انواع فرآیندها در صنعت یک راه حل عملی و علمی با درصد خطای بسیار پایین می باشد. تولید بخار توسط دیگ بخار یکی از فرآیندهایی است که لازم است پارامترهای حیاتی آن نظیر دما و فشار، دائما مورد بررسی قرار گیرند. در این گزارش سعی شده راهکاری مناسب جهت مانیتورینگ پارامترهای دیگ بخار ارائه شود. با طراحی یک شبکه سنسور بی سیم برای دیگ بخار، دستیابی به این مهم امکانپذیر خواهد بود. این امر توسط شبیه ساز ns-2 انجام می پذیرد و عملکرد wsn طراحی شده نیز مورد ارزیابی قرار می گیرد. این ارزیابی عملکرد در بحث میزان خطای ایجاد شده، تاخیر ایجاد شده، خروجی شبکه، متوسط طول عمر باطری و میزان مصرف انرژی انجام پذیرفته است. شبیه سازی های انجام شده، قدرت این نرم افزار را در حوزه های مختلف نمایان می سازد. واژه های کلیدی : شبکه های سنسور بی سیم، دیگ بخار ، شبیه ساز ns-2