Noncooperative Distributed Model Predictive Control: A Multiparametric Programming Approach

模型预测控制 计算机科学 过程(计算) 过程控制 控制(管理) 分布式控制系统 还原(数学) 控制系统 分布式计算 数学优化 控制工程 工程类 电气工程 人工智能 操作系统 数学 几何学
作者
Radhe Shyam Tak Saini,Iosif Pappas,Styliani Avraamidou,Hari S. Ganesh
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:62 (2): 1044-1056 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.2c03057
摘要

The distributed control system architecture strikes a balance between the decentralized control system architecture, where subsystem interactions are unaccounted for, and the computationally expensive centralized control system architecture. Subsystem interactions can be significant in chemical process systems, especially when energy or material recycle loops are present. A drawback of the distributed control system is that it is computationally expensive as it requires intermediate iterations involving the solution of multiple optimization problems to be performed. To address this drawback, we develop a noncooperative, iterative, multiparametric distributed model predictive control (mpDiMPC) technique with an aim to decrease the computational costs of conventional, online distributed controllers by avoiding the need to solve an optimization problem at each intermediate iteration. We apply the developed control algorithm on an interacting reactor–separator process and study its control and computational performance. For the case study presented in this paper, mpDiMPC resulted in a reduction in computational costs by approximately 95% compared to its online counterpart.
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