Controllo predittivo di sistemi lineari - Controllo ad alta prestazione e con vincoli di un impianto solare
Autore
Mauro Di Giamberardino - Università degli Studi di Roma Tor Vergata - [2002-03]
Documenti
Abstract
Nello sviluppare il lavoro presentato in questa tesi si è posto un duplice obiettivo, riassumibile nei seguenti punti.
1. Effettuare uno studio della metodologia di controllo ottimo a orizzonte mobile, cercando di analizzare e unifcare i risultati fnora presenti in letteratura nell'ambito di una descrizione matematica nello spazio di stato. L'attenzione è stata posta in particolare nella formalizzazione del problema di controllo per sistemi lineari a segnali campionati, per i quali sono state analizzate le proprietà del controllo predittivo e le relative metodologie di implementazione, trattando prima il caso di processi non vincolati, e estendendo successivamente lo studio al caso vincolato. Una notevole attenzione è stata posta allo studio e alla verifica dei risultati di stabilità disponibili, presentandone un'analisi dettagliata, corredata inoltre da osservazioni riguardanti sia i problemi teorici finora irrisolti,
e sia i possibili sviluppi di questa metodologia avanzata di controllo, la quale risulta essere notevolmente applicata in ambito industriale.
2. Una parte ampia dello studio nasce poi dalla collaborazione con l'ENEA nell'ambito del "Grande Progetto Solare Termodinamico". L'ENEA, Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente è impegnato in un vasto programma di sviluppo e dimostrazione di alcune delle tecnologie disponibili per lo sfruttamento della fonte solare per la produzione di energia elettrica, tra cui il solare termodinamico, che consente di produrre calore ad alta temperatura mediante sistemi solari a concentrazione. Presso il centro ENEA della Casaccia
(RM) è in corso la realizzazione di un circuito sperimentale di prove collettori, cui seguirà un prototipo delle unità di produzione per il quale è prevista una potenza nominale di 40MWe, e la cui ubicazione sarà in Italia meridionale o nelle zone desertiche dell'Africa settentrionale.
Nell'ambito di tale progetto si è proposto di sintetizzare una legge di controllo a orizzonte mobile ai fini di ottimizzare le prestazioni dell'impianto solare attualmente in studio. A tale scopo si è intrapresa una collaborazione con l'ENEA che ha portato alla realizzazione di un controllore predittivo opportuno, e all'analisi delle prestazioni ottenute tramite simulazione dinamica.
Per i motivi esposti la tesi presenta sia un carattere teorico che un forte risvolto pratico e progettuale, tenendo anche in conto che l'impianto solare allo studio presso l'ENEA è all'avanguardia nel campo della produzione elettrica da fonte solare.
1. Effettuare uno studio della metodologia di controllo ottimo a orizzonte mobile, cercando di analizzare e unifcare i risultati fnora presenti in letteratura nell'ambito di una descrizione matematica nello spazio di stato. L'attenzione è stata posta in particolare nella formalizzazione del problema di controllo per sistemi lineari a segnali campionati, per i quali sono state analizzate le proprietà del controllo predittivo e le relative metodologie di implementazione, trattando prima il caso di processi non vincolati, e estendendo successivamente lo studio al caso vincolato. Una notevole attenzione è stata posta allo studio e alla verifica dei risultati di stabilità disponibili, presentandone un'analisi dettagliata, corredata inoltre da osservazioni riguardanti sia i problemi teorici finora irrisolti,
e sia i possibili sviluppi di questa metodologia avanzata di controllo, la quale risulta essere notevolmente applicata in ambito industriale.
2. Una parte ampia dello studio nasce poi dalla collaborazione con l'ENEA nell'ambito del "Grande Progetto Solare Termodinamico". L'ENEA, Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente è impegnato in un vasto programma di sviluppo e dimostrazione di alcune delle tecnologie disponibili per lo sfruttamento della fonte solare per la produzione di energia elettrica, tra cui il solare termodinamico, che consente di produrre calore ad alta temperatura mediante sistemi solari a concentrazione. Presso il centro ENEA della Casaccia
(RM) è in corso la realizzazione di un circuito sperimentale di prove collettori, cui seguirà un prototipo delle unità di produzione per il quale è prevista una potenza nominale di 40MWe, e la cui ubicazione sarà in Italia meridionale o nelle zone desertiche dell'Africa settentrionale.
Nell'ambito di tale progetto si è proposto di sintetizzare una legge di controllo a orizzonte mobile ai fini di ottimizzare le prestazioni dell'impianto solare attualmente in studio. A tale scopo si è intrapresa una collaborazione con l'ENEA che ha portato alla realizzazione di un controllore predittivo opportuno, e all'analisi delle prestazioni ottenute tramite simulazione dinamica.
Per i motivi esposti la tesi presenta sia un carattere teorico che un forte risvolto pratico e progettuale, tenendo anche in conto che l'impianto solare allo studio presso l'ENEA è all'avanguardia nel campo della produzione elettrica da fonte solare.
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