ميزان‌سازي بهينه كنترلرهاي برج تقطير واكنشي توليد متيل ترشيو بوتيل اتر با استفاده از الگوريتم ژنتيك غيرمغلوبي

Optimal Tuning of MTBE Reactive Distillation Tower Controllers Using NSGA-II

كنترل برج‌های تقطیر واكنشی یكی از مشكلات اصلی پیش روی این نوع فرآیندها می‌باشد كه دلایل اصلی آن غیرخطی بودن زیاد سیستم، برهم‌كنش‌های بسیار شدید، چندگانگی در شرایط پایدار، تاخیر زمانی، عدم قطعیت فرآیند و تعداد بالای ساختارهای ممكن كنترلی می‌باشد. از سوی دیگر محصولاتی مانند متیل ترشیوبوتیل اتر و اتیل ترشیوبوتیل اتر از جمله محصولات مهمی هستند كه از این روش تولید می‌شوند. در این پژوهش برای بهینه‌سازی ضرایب كنترلرهای تناسبی- انتگرالی- مشتقی برج تولیدكننده محصول متیل ترشیوبوتیل اتر از الگوریتم ژنتیك چند تابعی استفاده شده است. برای این منظور ضرایب بهینه كنترلرها از طریق كمینه‌سازی دو تابع هدف میزان فرارفت و انتگرال كل خطاهای حاصل از كنترلرها با استفاده از الگوریتم ژنتیك غیر مغلوبی 2 تعیین شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد كه این الگوریتم دارای توانایی بسیار بالا در بهینه‌سازی ضرایب كنترلی فرآیندهای غیرخطی مانند تقطیر واكنشی تولید محصول متیل ترشیوبوتیل اتر در مقایسه با روش‌های قدیمی است.  

Control of reactive distillation (RD) column is a challenging task due to its high degree of non-linearity, strong interactions, steady state multiplicity, time delay, process uncertainties, and the large number of possible control configurations. On the other hand, important products such as methyl tertiary butyl ether and ether tertiary butyl are produced via this method. An optimal control of methyl tertiary butyl ether (MTBE) column is studied in this paper utilizing the Multiobjective Genetic Algorithm concept in conjunction of Proportional-Integral-Derivative (PID) controller. The novelty of the work is in the optimal tuning of PID controllers by minimizing of two objective functions (Overshoot and Integral of Absolute Error (IAE)) through Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II). Numerical results show that NSGA-II based tuning method has excellent ability in optimal control of MTBE RD column.