كنترل ولتاژ پيل سوختي ميكروبي دو محفظه اي با استفاده از كنترل كننده PI كلاسيك و كنترل پيش بين مدل(MPC)

Voltage control of Two-chamber microbial fuel using classical PI and MPC controller

در اين مقاله براي بررسي كنترل ولتاژ يك پيل سوختي ميكروبي دومحفظه اي از دو نوع كنترل كننده PI كلاسيك و كنترل كننده MPC استفاده شده است. بدين منظور براي مدلسازي پيل سوختي ميكروبي دو محفظه اي از مدل ارائه شده توسط اسفندياري و همكارانش[1, 2] استفاده شده است. سپس براساس اين مدل، يك كنترل كننده PI كلاسيك مبتني بر مدل داخلي و يك كنترل كننده MPC طراحي و پياده سازي شد. بر اساس كنترل كننده هاي طراحي شده، با تنظيم دبي وروي سوبسترا در برابر تغييراتي كه معمولاً به صورت اغتشاش مانند غلظت ورودي به سوبسترا يا تاثير وجود نامعيني در پارامترهاي مدل فرآيند مانند و به سيستم اعمال شد. كه ميزان خطاي مطلق انتگرالي، زمان خيز و فرارفت به ترتيب براي كنترل كننده PI كلاسيك برابر با 159/13، 75/3 و 091/0 و براي كنترل كننده MPC 908/11، 035/0 و 142/0 مي باشد. كه نتايج نشان مي دهد كه كنترل كننده MPC در مقايسه با كنترل كننده PI كلاسيك از عملكرد مطلوب تري برخوردار است.

In this paper, for control Voltage of two chamber Microbial fuel cell, two-type PI controller and MPC controller are used. For this purpose, two compartments of the model presented by Esfandyari et al. [1, 2] have been used to model the microbial fuel cell. Then, based on this model, a classic PI controller based on the internal model and a MPC controller was designed and implemented. Based on the designed controllers, it was adjusted by adjusting the flow rate of the substrate to changes usually introduced in turbulence, such as the concentration of input to the substrate, or the effect of the uncertainty in the parameters of the process model, such as rmax and Ks. The results show that the MPC controller has a better performance compared to the classic PI controller.