DAILY PAPER REVIEW

0507_Control of a reverse osmosis desalination process at high recovery

 

1) Title & Author Journal: American Control Conference, Westin Seatle Hotel, Seattle, Washington, USA, June 11-13, 2008 Title: Control of a reverse osmosis desalination process at high recovery Author: C.W. McFall, A.R. Bartman, P.D. Christofides, Y. Cohen

 

2) Summary of Paper 이 논문은 Lapunov-based control law를 적용한 feed-forward/feed backcontrol technique을 높은 회수율을 갖는 역삼투막 해수담수화 플랜트의 수학적 모델에 접목한 것에 대한 내용입니다. 유입 농도와 유입량 등의 Disturbance 영향을 받는 시스템을 두 개의 valve (bypass와 retentate valve) 조절을 통해 높은 회수율을 얻고자 합니다. 크게 a macroscopic kinetic energy balance, a local mass balance, a microscopic mass shell balance로 모델이 구성되어 있습니다. Energy balance는 아래 두개의 nonlinear ordinary differential equation으로 구성되어 있습니다. Steady state shell balances는 two coupled ODE로 아래와 같습니다. 또한, 위 non-linear continuous-time식을 다음과 같이 표현을 할 수 있습니다. 이를 가지고 feed water의 disturbance에도 불구하고, 원하는 생산수를 얻기 위한 제어를 하였습니다. 아래의 Lyapunov-based controller를 도입하였습니다. 각 step에서 d(t)값이 이용된다면 이Lyapunov-based feedback controller는 feed forward compensation component를 포함합니다. 이 경우에 이 controller는disturbance의 vb와 vr state에 대한 영향을 제거하기 위해 가장 최근의 disturbance 정보를 가지고 업데이트하게 됩니다. 그 결과로서, Feedback Control, feed-forward/feedback control (vb와 vr as controlled output), feed-forward/feedback control (P와 vr as controlled output)의 3가지 경우에 대한 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 특히, 추가된 feed-forward component는 feed concentration에서 긴 시간 동안 변하는 disturbance에 대한 보충해주는 역할을 하고 있습니다.

 

 3) Originality & Creativity 1. 해수담수화 제어공정에 non-linear Lyapunov-based feedback and feed forward controller를 처음으로 적용하고 있습니다. 2. 본 연구에서의 시스템에 대한 동적 모델이 다른 논문에서 보여지지 않은 것이었습니다.

 

4) Contribution to ESEL 이 논문에서 사용한 control method를 지금 연구하고 있는 해수담수화 공정 제어에 적용하는 것이 가능할 지 고려해볼 필요가 있다고 생각합니다. 또한, 이 연구에서 진행되었던 Simulation scenario를 적용해보는 것도 의미가 있을 것으로 판단됩니다.

 

5) 리뷰어 : lyg@gist.ac.kr 수식 및 그림은 첨부된 파일을 참조하세요.

첨부 (1)
27.0507_paper_review_word_YG.pdf
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