DAILY PAPER REVIEW

0518_Nonlinear Model-Based control of an Experimental Reverse-Osmosis Water Desalination System

 

 

1.    1) Title & Author
2.    
Journal: Industrial & Engineering Chemistry Research (ACS Publications), 2009, 48, 6126-6136
Title: Nonlinear Model-Based control of an Experimental Reverse-Osmosis Water Desalination System
Author: A.R. Bartman, P.D. Christofides, and Y. Cohen


2) Summary of Paper

이 논문은 비선형 모델을 기초로 한 제어 시스템을 역삼투막 해수담수화 시슽메에 적용한 것입니다. 먼저 동적 비선형 전차량 모델을 수학적으로 유도하였고, 이를 토대로 기하학적 제어 기술을 사용하여 비선형 제어 시스템을 사용하였습니다. 그 결과 설정 값을 tracking 하는 것과 외란 제거 역량이 성공적으로 평가되었습니다.

기본적인 모델은 다음과 같습니다.
 
그리고 최종적으로 사용되고 있는 Control system은 두 가지로 나누어 지는데, 다음 그림과 같습니다.
 

Loop I: system pressure를 설정 값으로 유지하기 위한 것.
 
Loop II: actuated retentate valve position을 조절하기 위한 것.
 

결과로서, Conventional P or PI controller와 비교했을 때, 설정값을 tracking하는 면에서 nonlinear controller 이 더 나은 결과를 보였습니다. (더 낮은 overshooting이나 더 짧은 transition 구간)
또한, feed salt concentration의 큰 step변화에도 설정되어 있는 retentate flow rate 값을 유지하기 위해 시스템이 효과적으로 정정되는 것을 보았습니다.
       


3) Originality & Creativity

1. 해수담수화 제어공정에서 VFD와 actuated retentate valve를 사용하여 nonlinear model-based control를 처음으로 적용하고 있습니다.
2. 두 개의 Control Loop을 사용하여 효과적으로 시스템을 제어하고 있습니다.

4) Contribution to ESEL

이 논문에서 사용한 control algorithm이나 procedure를 지금 연구하고 있는 해수담수화 공정 제어에 적용, 보완하는데, 큰 도움이 되리라 생각합니다. 또한, 이 연구에서 nonlinear model-based controller의 결과를 P/PI controller와 비교하여, 본 controller의 우수성을 보인 것처럼 결과를 도출하는 것이 필요할 것이라 생각합니다.

5) 리뷰어 : lyg@gist.ac.kr

첨부 (1)
37.0518_paper_review_YG.pdf
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