Nonlinear control using input/output linearization and sliding mode control are applied to a batch ester-interchange reactor. The batch esterinterchange reaction requires no overshoot of the reaction temperature in the earlier stage of reaction and tight temperature control throughout the reaction to keep the uniform quality of final product and to prevent the variation of the amount of byproduct like diethylene glycol at each batch. The nonlinear controller shows good control performance satisfying these requirements and sliding mode control algorithm is supplimented to improve the robustness against plant-model mismatch.
에스테르 교환반응은 폴리에틸렌테레프탈레이트 생산 공정에서 첫 번째에 해당하는 공정으로서 본 연구에서는 회분식 에스테르 교환반응기에 입출력 선형화, 슬라이딩 제어 등의 비선형 제어 알고리즘을 적용하는 문제가 다루어졌다. 이를 위해 상태 공간하에서 비선형 형태로서의 반응기 모텔링에 대한 연구가 이루어졌고 얻어진 모델식을 기본으로 하여 비선형 제어기가 구성되었다. 회분식 에스테르 교환반응기를 제어하는데 있어서의 문제점은 반응초기에 반응 온도가 설정치를 지나치게 벗어나서는 안된다는 것과 최종 생산품의 품질을 균일화하고 다이에틸렌글리콜과 같은 부반응물의 양의 변화를 억제하기 위하여 반응 전 영역에 걸쳐 반응 온도가 설정치에 가능한 근접하게 되도록 운전하여야 한다는 점이다. 이와 같은 점에 있어서 비선형 제어기는 일반 PID 제어기에 비해 좋은 성능을 보였으며 슬라이딩 제어 알고리즘은 실제 공정을 수학적으로 모델링함으로 인하여 발생하는 모텔과 실제공정의 차이를 효과적으로 다룰 수 있음을 나타내었다.
