A model reference adaptive control (MRAC) scheme, developed recently for a single-input single-output plant by Narendra and Valavani, and Ichikawa, is utilized in conjunction with the adaptation rules proposed for a multi-input multi-output plant. This MRAC scheme is evaluated using digital computer simulation and experimental application to a small size distillation column interfaced with on-line digital computer. The application of the MRAC scheme to control of chemical processes with time delays is also investigated.
Simulation study is performed to investigate the effects of adaptation parameters on the control performance and to determine the sensitivy of the system to step change in the reference input. The effects of filter dynamics used in the MRAC scheme for a single-input single-output system are investigated on the responses of the MRAC system. In simulation study with time delay free model of the plant, the MRAC system shows good performance for various sets of the adaptation parameters. Particularly, equally good results are obtained for repeated disturbances in the reference input. Faster dynamics of filters results in faster responses as expected. However, limitations on choosing the faster filters for the MRAC system are from the stability condition of strictly positive real of the reference model and sampling time. Simulation studies with model of the plant containing time delay show that the reference model with a simple first-order approximate term of time delay gives good responses in comparison with those obtained by use of the other complicate approximate terms. The MRAC system is shown to be intensitive to the types of the reference model.
To confirm the results of the simulation and to examine the practicality of MRAC scheme for industrial application, experimental study is carried out on a pilot plant, packed distillation column, separation a methanol/water mixture at atmospheric pressure. An on-line microcomputer is used for the MRAC scheme. Experimental results show that the MRAC scheme used leads the plant to follow the reference model, but its performance is somewhat poorer than expected from simulation study. This may be due to the large amount of hysterisis experienced with pneumatic control valve used. In addition, the MRAC scheme shows its ability of rejecting load disturbance.
단일입력, 단일출력 장치에 대하여 Narendra and Valavani, Ichikawa 들에 의하여 최근에 개발된 모델기준 적응 제어에 다입력 다출력 장치에 대하여 제안된 적응 규칙을 응용하였다. Digital computer 를 이용한 모사와 이 computer 와 직접 연결된 작은 규모의 증류탑에 실험이 행하여 졌다. 시간지연을 갖는 화학공정 제어에 본 모델기준 적응 제어의 응용도 조사되었다.
적응 매개 변수들의 제어 성능에 미치는 영향을 조사하고, 기준 입력의 계단 변화에 대한 계의 민감도를 알아 보기 위하여 모사 연구가 행하여 졌다. 시간지연이 없는 장치모델에 대한 모사연구에서 많은 적응 매개변수들에 대하여 좋은 성능을 보여 주었다. 특히 반복된 기준입력의 변화에 대하여는 다같이 좋은 결과를 주었다. 여파기의 빠른 동특성은 예상한 대로 빠른 결과를 주나, 기준 모델의 strictly positive real 의 안정도 조건과 신호인출시간의 제약을 받는다. 시간지연을 갖는 장치모델을 이용한 모사연구에서 시간지연의 간단한 1차 근사항을 갖는 기준모델로서도 다른 복잡한 근사항을 갖는 것들과 비교하여 좋은 결과를 주는 것을 볼 수 있었다. 모델기준 적응 제어계가 기준모델의 형태에 민감하지 않는 것을 볼 수 있다.
모사의 결과를 확인하고 산업에 응용성을 조사하기 위하여 대기압에서 물과 메틸알콜을 분리하는 작은 규모의 충진 증류탑에 대하여 microcomputer 를 이용하여 실험이 수행되었다. 실험결과는 본 모델기준 적응 제어기가 기준모델을 장치가 추종하도록 하나, 제어 성능이 모사연구에서 예상되었던 것 보다 다소 나쁜것을 보여주었다. 이것은 주로 공압식 제어 밸브에서 겪는 많은 량의 이력현상에 기인하는 것 같다. 다음으로, 부하변동은 잘 제어하는 것을 볼 수 있었다.
