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Type: TESE
Title: Controle otimo no tempo de colunas de destilação
Author: Schroder, Andreas
Advisor: Mendes, Mario de Jesus, 1938-
Abstract: Resumo: Colunas de destilação formam parte dos equipamentos mais importantes da Indústria Química. Processos de troca de produto, ou seja, levando a coluna de um estado estacionário inicial até um novo estado estacionário com novas especificações, levam muito tempo. Tempo perdido para a produção e caro, produzindo lixo e gastando energia prima. Por conseguinte, o desenvolvimento de métodos para otimizar este tempo não-produtivo foi alvo de vários trabalhos nos últimos anos. Um problema ainda muito freqüente é a velocidade e a robustez dos algoritmos de otimização. O objetivo do presente trabalho é desenvolver um método robusto e rápido para o problema de controle ótimo no tempo de uma coluna de destilação, em processo de troca de produto. O método de colocação ortogonal é aplicado duas vezes no modelo dinâmico da coluna. Primeiro, na forma discreta, ao longo do espaço da coluna, para aproximar o modelo prato-a-prato nos pontos de colocação, reduzindo assim a ordem do modelo. Segundo, na forma contínua no tempo, para discretizar o modelo dinâmico. Em seguida é escolhido um algoritmo SQP, adequado para problemas de alta dimensão com um número de graus de liberdade pequeno e matriz esparsa, para resolver o problema de otimização. Como o SQP é um método rápido mas pouco robusto, um método IDP é desenvolvido para inicializar o algoritmo SQP... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital

Abstract: Distillation columns are one of the most important equipments of the chemical process industry. Product changing processes. Lost and expensive time, producing waste and consuming energy and raw materials. Therefore, the development of methods, which optimize this unproductive time, was the target of many publications in the last years. A still frequent problem is the velocity and the robustness of the optimization algorithms. The target of the work presented here is the development of a robust and fast method to solve a time optimal control problem of a distillation column in a product changing process. The orthogonal collocation method is applied two times at the dynamic column model. First, in discrete form about the column space to approximate the tray-to-tray model at the collocation points, reducing the order of the process model. Second, in continuous form about the time to discretize the dynamic model. Afterwards a SQP algorithm, suitable for high dimensioned optimization problems with few degrees of freedom and a sparse matrix, is chosen. As the SQP algorithm is a fast but not robust method, an IDP approach is developed to initialize the SQP algorithm. The double application of orthogonal collocation, which means, the possibility of reduction of the dimension of the optimization problem, leads to a much better approach, the auto-initialized SQP approach... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations
Subject: Otimização matemática
Destilação - Controle automático
Programação não-linear
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1999
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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