Fuzzy control of a heat exchanger

Abstract

This paper investigates the design method of a fuzzy logic control system for a heat exchanger. A proportionalintegrative (PI) controller, tuned using Ziegler-Nichols method, will provide the starting point in the development of the Fuzzy Logic Controller (FLC). First an initial linear FLC is designed which is equivalent to the conventional PI controller, and provides the same performances. Then, by making the FLC nonlinear and by fine tuning it the design stage is completed. To verify the effectiveness of the design procedure, modeling and simulations are done using Matlab-Simulink.

Control de temperatura en intercambiadores de calor tipo coraza-tubo: una revisión realizada a la industria

“…Los métodos implementados a nivel industrial se basan en la curva de reacción del proceso, como el método de la tangente de Zieglers-Nichols que aproxima la dinámica del sistema a un primer orden mediante una recta tangente al punto de inflexión de la curva de reacción; en [7] se emplea para el diseño de un control difuso. En [33], en lugar del punto de inflexión se emplea el valor del 63% de la salida.…”

“…En [8] un controlador predictivo basado en modelo de red neuronal es usado para predecir el comportamiento futuro del intercambiador de calor y minimizar un criterio de desempeño. En [7] se realiza la comparación entre un controlador ZN, un controlador difuso lineal y no lineal, mostrando que el difuso no lineal presenta un mejor desempeño de regulación y amortiguamiento de la respuesta del intercambiador. En [47], se compara un controlador difuso convencional contra un PI difuso híbrido en un intercambiador coraza tubo de laboratorio y empleando el software Matlab para implementar el controlador, el controlador híbrido demuestra tener un mejor desempeño evaluado mediante los criterios de IAE e ISE.…”

“…Aunque el PID es el controlador más simple y comúnmente usado para el control de intercambiadores, el 62% de las empresas encuestadas lo emplean, no siendo apropiado para un proceso de características no lineales o tiempos muertos variables [5]. Considerando lo anterior, existen un gran número de algoritmos de control implementados en intercambiadores de calor: desde el tradicional PID [6] hasta controles inteligentes [7]- [10], robustos [11]- [13] y no lineales [5].…”

LabVIEW implementation of fuzzy logic controller for heat exchanger process

“…The paper presents the evaluation of the neuro-fuzzy controller using Takagi Sugeno, Mamdani and Tskukamoto methods. Adrian-Vasile Duka et al presented initial linear FLC is designed which is equivalent to the conventional PI controller, and provides the same performances [9]. Then, by making the FLC nonlinear and by fine tuning it the design stage is completed.…”

The Control of Heat Exchanger Outlet Temperature Based on Smith Predictor and Dynamic Matrix Control

“…Conventional PID controller combined with other intelligent algorithm is generally applied to such plants to obtain satisfactory results when the pure time delay is negligible or small. But the system will become unacceptable when dead time is too large regardless of tuning of the primary controller [2].…”