مدل‌سازی غیر خطی و طراحی سیستم کنترل PID برای یک مولد بخار استوانه دار

در این مقاله، مدل‌سازی غیر خطی و کنترل یک مولد بخار استوانه دار مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادلات دینامیکی حاکم بر مولد بخار با توجه به اصول و پارامتر های فیزیکی استخراج شده است. در واقع ترکیب جدیدی از مدل های ارائه شده در ادبیات موجود، مد نظر قرار گرفته است تا بتوان یک مدل قوی‌تر از دینامیک مولد بخار را که صرفاً مبتنی بر پارامتر های فیزیکی باشد، به دست آورد. سپس این مدل با روش های عددی حل شده است و پاسخ های ‌حلقه‌باز سیستم مولد بخار که به طور ذاتی ناپایدار است، به دست آمده و تحلیل شده اند. همچنین با انتخاب سبک بویلر پیرو به عنوان سبک کنترل، دو کنترلگر PID یکی برای کنترل فشار بخار خروجی مافوق‌گرم‌کن ها و دیگری برای کنترل سطح آب استوانه، با استفاده از قواعد تنظیم زیگلر-نیکولز طراحی شده است. همچنین بر‌هم‌کنش بین فشار بخار و سطح آب نیز بررسی و توضیح داده شده است. این مدل می تواند برای تحقیق و مطالعه در زمینه بهینه سازی دینامیک مولد بخار و اعمال تئوری های مختلف کنترل مدرن بر روی آن،‌ مورد استفاده قرار گیرد.