dr hab. inż. Kazimierz Duzinkiewicz
Publications
Filters
total: 89
Catalog Publications
Year 2014
-
A Model-Based Improved Control of Dissolved Oxygen Concentration in Sequencing Wastewater Batch Reactor
PublicationBiochemical processes at wastewater treatment plant are complex, nonlinear, time varying and multivariable. Moreover, relationships between processes are very strong. One of the most important issues is exerting proper control over dissolved oxygen levels during nitrification phase. This parameter has a very large impact on activity of microorganisms in activated sludge and on quality of pollution removal processes. Oxygen is supplied...
-
Analiza modelu ułamkowego rzędu procesów szybkich reaktora jądrowego
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące rozwiązań numerycznych punktowego modelu ułamkowego rzędu kinetyki neutronów oraz wymiany ciepła w reaktorze jądrowym. Zbudowano model ułamkowego rzędu z sześcioma grupami neutronów opóźnionych wraz równaniami wymiany ciepła. Model matematyczny został zaimplementowany w środowisku Matlab i zbadany symulacyjnie dla skoków reaktywności. Przeprowadzono analizę wpływu wybranych parametrów...
-
Fractional neutron point kinetics equations for nuclear reactor dynamics – Numerical solution investigations
PublicationThis paper presents results concerning numerical solutions to a fractional neutron point kinetics model for a nuclear reactor. The paper discusses and expands on results presented in (Espinosa-Paredes et al., 2011). The fractional neutron point kinetics model with six groups of delayed neutron precursors was developed and a numerical solution using the Edwards’ method was proposed (Edwards et al., 2002). The mathematical model...
-
Modelling of Nuclear Power Plant Steam Turbine
PublicationThe paper describes the approach to a Nuclear Power Plant steam turbine modelling which would enable on-line optimal process control (model based) and diagnosis over wide range of operating conditions caused by changing power demand. Presented model is static, multivariable and nonlinear. Such model enables analyzing the heat cogeneration aspects. Developed model is validated and verified by using archive data gained from researches...
-
Modelling of Nuclear Power Plant Steam Turbine
PublicationThe paper describes the approach to a Nuclear Power Plant steam turbine modelling which would enable on-line optimal process control (model based) and diagnosis over wide range of operating conditions caused by changing power demand. Presented model is static, multivariable and nonlinear. Such model enables analyzing the heat cogeneration aspects. Developed model is validated and verified by using archive data gained from researches...
-
Numerical solution of fractional neutron point kinetics in nuclear reactor
PublicationThis paper presents results concerning solutions of the fractional neutron point kinetics model for a nuclear reactor. Proposed model consists of a bilinear system of fractional and ordinary differential equations. Three methods to solve the model are presented and compared. The first one entails application of discrete Grünwald-Letnikov definition of the fractional derivative in the model. Second involves building an analog scheme...
-
ORF Approximation in Numerical Analysis of Fractional Point Kinetics and Heat Exchange Model of Nuclear Reactor
PublicationThis paper presents results concerning numerical solutions of the fractional point kinetics (FPK) and heat exchange (HE) model for a nuclear reactor. The model consists of a nonlinear system of fractional and ordinary differential equations. Two methods to solve the model are compared. The first one applies Oustaloup Recursive Filter (ORF) and the second one applies Refined Oustaloup Recursive Filter (RORF). Simulation tests have...
-
ORF Approximation in Numerical Analysis of Fractional Point Kinetics and Heat Exchange Model of Nuclear Reactor
PublicationThis paper presents results concerning numerical solutions of the fractional point kinetics (FPK) and heat exchange (HE) model for a nuclear reactor. The model consists of a nonlinear system of fractional and ordinary differential equations. Two methods to solve the model are compared. The first one applies Oustaloup Recursive Filter (ORF) and the second one applies Refined Oustaloup Recursive Filter (RORF). Simulation tests have...
-
Profitability criteria of partial cogeneration in nuclear power plant.
PublicationIn this paper, profitability criteria and calculation methodology of profitability conditions for partial cogeneration in nuclear power plant (NPP) was presented. Considered NPP supplies electricity to consumers through public power system, whereas heat is expected to be supplied to consumption regions via long-distance heat transport line. First proposed profitability criterion was total annual costs of electricity and heat delivered...
-
Programowo-sprzętowa platforma symulacyjna - Hardware In the Loop - zaawansowanego układu sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję programowo-sprzętowej platformy symulacyjnej wykorzystującej technikę symulacji w pętli sprzętowej HIL (ang. Hardware In The Loop simulation), wykorzystanej dla potrzeb projektowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym (ang. Real Time) zaawansowanych algorytmów sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej. Jej głównymi elementami sa: środowisko czasu rzeczywistego Matlab/Simulink...
-
Programowo-sprzętowa platforma symulacyjna - Hardware In the Loop - zaawansowanego układu sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję programowo-sprzętowej platformy symulacyjnej wykorzystującej technikę symulacji w pętli sprzętowej HIL (ang. Hardware In The Loop simulation), wykorzystanej dla potrzeb projektowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym (ang. Real Time) zaawansowanych algorytmów sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej. Jej głównymi elementami są: środowisko czasu rzeczywistego Matlab/Simulink...
-
Sterowanie ciśnieniem w stabilizatorze ciśnienia z wykorzystaniem metody sprzężenia od stanu i działania całkującego
PublicationW elektrowni jądrowej z reaktorem wodno ciśnieniowym, ważną funkcję pełni stabilizator ciśnienia odpowiedzialny za utrzymanie właściwego ciśnienia oraz masy wody w obiegu pierwotnym. W artykule rozważany jest układ regulacji ciśnienia w stabilizatorze ciśnienia. Jego zadaniem jest utrzymanie stałej wartości ciśnienia chłodziwa obiegu pierwotnego gwarantującego, z jednej strony bezpieczeństwo pracy reaktora (zapobieganie wrzeniu...
-
Symulator czasu rzeczywistego procesów reaktora jądrowego
PublicationSymulacja procesów zachodzących w reaktorze jądrowym (RJ) może być wykorzystywana do różnych użytecznych celów: edukacyjnych, popularyzatorskich, badawczych, weryfikacji układów sterowania. W artykule przedstawiono proces budowy symulatora czasu rzeczywistego wybranych procesów RJ z uwzględnieniem różnych skali czasu tych procesów. Zaprezentowano podejście scentralizowane (jednoagentowe) i wieloagentowe wraz z analizą czasu wykonania...
-
Use of Neural Networks in Diagnostics of Rolling-Element Bearing of the Induction Motor
PublicationBearing defect is statistically the most frequent cause of an induction motor fault. The research described in the paper utilized the phenomenon of the current change in the induction motor with bearing defect. Methods based on the analysis of the supplying current are particularly useful when it is impossible to install diagnostic devices directly on the motor. The presented method of rolling-element bearing diagnostics used indirect...
-
Warunki opłacalności zastosowania częściowego skojarzenia w elektrowni jądrowej pracującej w systemie zasilania w energię odbiorców zewnętrznych.
PublicationW niniejszym artykule zaprezentowano metodykę badawczą mającą na celu określenie warunków opłacalności zastosowania częściowego skojarzenia w elektrowni jądrowej. Elektrownia ta będzie oddawać energię elektryczną do krajowego systemu elektroenergetycznego (KSE), natomiast ciepło będzie dostarczane do rejonów zasilania. Sformułowano kryteria opłacalności zastosowania częściowego skojarzenia w EJ oraz warunki, jakie muszą być spełnione,...
-
Wieloobszarowa rozmyta regulacja PIλDμ mocy reaktora jądrowego
PublicationW artykule przedstawiono wieloobszarowy regulator rozmyty z lokalnymi regulatorami PIλDμ niecałkowitego rzedu. Regulator ten został zaprojektowany do sterowania mocą reaktora jądrowego typu PWR (Pressurized Water Reactor). Do syntezy wieloobszarowego regulatora PIDμ wykorzystano model matematyczny reaktora PWR o parametrach skupionych obejmujący procesy generacji i wymiany ciepła oraz efektów reaktywnościowych. Nastawy lokalnych...
-
Wieloobszarowa rozmyta regulacja PIλDµ mocy reaktora jądrowego
PublicationWartykule przedstawiono wieloobszarowy regulator rozmyty z lokalnymi regulatorami PIλDµ niecałkowitego rzędu. Regulator ten ostał zaprojektowany do sterowania mocą reaktora jądrowego typu PWR (Pressurized Water Reactor). Do syntezy wieloobszarowego regulatora PIλDµ wykorzystano model matematyczny reaktora PWR o parametrach skupionych obejmujący procesy generacji i wymiany ciepła oraz efektów reaktywnościowych. Nastawy lokalnych...
Year 2015
-
ADAPTACYJNY DOBÓR KROKU OBLICZEŃ DLA SYMULATORA CZASU RZECZYWISTEGO O MIĘKKICH WYMAGANIACH CZASOWYCH
PublicationSymulacje czasu rzeczywistego mają duże walory praktyczne i dydaktyczne w zastosowaniach automatyki. Praca z symulatorem czasu rzeczywistego pozwala na poznaniei doświadczenie dynamiki symulowanego obiektu, wprowadzanie sterowań oraz decyzji operatorskich w warunkach czasowych odpowiadających rzeczywistemu obiektowi. Realizacja symulatorów czasu rzeczywistego wymaga zakończenia obliczeń numerycznych jednego kroku symulatora w czasie...
-
Advanced Control Structures of Turbo Generator System of Nuclear Power Plant
PublicationIn the paper a synthesis of advanced control structures of turbine and synchronous generator for nuclear power plant working under changing operating conditions (supplied power level) is presented. It is based on the nonlinear models of the steam turbine and synchronous generator cooperating with the power system. Considered control structure consists of multi-regional fuzzy control systems with local linear controllers, including...
-
Advanced Control Structures of Turbo Generator System of Nuclear Power Plant
PublicationIn the paper a synthesis of advanced control structures of turbine and synchronous generator for nuclear power plant working under changing operating conditions (supplied power level) is presented. It is based on the nonlinear models of the steam turbine and synchronous generator cooperating with the power system. Considered control structure consists of multi-regional fuzzy control systems with local linear controllers, including...
-
ANALIZA MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA STEROWANIA PREDYKCYJNEGO TURBINĄ PAROWĄ ELEKTROWNI JĄDROWEJ
PublicationArtykuł przedstawia wyniki wstępnej analizy możliwości zastosowania sterowania predykcyjnego MPC turbiną parową elektrowni jądrowej. Tradycyjnie przyjmuje się, że turbina pracuje w jednym punkcie pracy odpowiadającym jej mocy nominalnej, co pozwala na stosowanie klasycznych regulatorów PID. Synteza sterowania dla warunków zmiennego punktu pracy wymaga uwzględnienia nieliniowego charakteru procesów turbiny oraz możliwości naruszania...
-
BADANIE EFEKTYWNOŚCI WYKRYWANIA ANOMALII PROCESOWYCH W DZIAŁANIU TURBINY PAROWEJ ELEKTROWNI JĄDROWEJ PRZY POMOCY METOD WIELOWYMIAROWEJ ANALIZY STATYSTYCZNEJ
PublicationW artykule przedstawiono analizę możliwości wykrywania anomalii procesowych w działaniu turbiny parowej elektrowni jądrowej przy pomocy metod wielowymiarowej analizy statystycznej. Zasymulowano symptomy dwóch rodzajów uszkodzeń turbiny parowej tj. uderzenie wodne oraz, wyciek pary z zaworu części niskoprężnej. Jako narzędzie diagnostyczne wykorzystano Metodę Składników Podstawowych PCA (z ang. Principal Component Analysis). Jako...
-
Comparison of tuning procedures based on evolutionary algorithm for multi-region fuzzy-logic PID controller for non-linear plant
PublicationThe paper presents a comparison of tuning procedures for a multi-region fuzzy-logic controller used for nonlinear process control. This controller is composed of local PID controllers and fuzzy-logic mechanism that aggregates local control signals. Three off-line tuning procedures are presented. The first one focuses on separate tuning of local PID controllers gains in the case when the parameters of membership functions of fuzzy-logic...
-
Cross-Platform Real-Time Nuclear Reactor Basic Principle Simulator
PublicationAbstract—In the paper several approaches to building the real-time basic principle simulators of nuclear reactor processes are presented and their characteristics are analyzed. The characteristics of developed simulators for MATLAB/Simulink including their limitations, and the idea of a cross-platform simulator independent of specific hardware or software are presented. Mathematical models of selected nuclear reactor’s processes...
-
Dynamic model of nuclear power plant turbine
PublicationThe paper presents the dynamic multivariable model of Nuclear Power Plant steam turbine. Nature of the processes occurring in a steam turbine causes a task of modeling it very difficult, especially when this model is intended to be used for on-line optimal process control (model based) over wide range of operating conditions caused by changing power demand. Particular property of developed model is that it enables calculations...
-
Hierarchiczny system sterowania siecią wodociągową z zastosowaniem radiowej infrastruktury komunikacyjnej
PublicationW artykule przedstawiono proces budowy hierarchicznego systemu sterowania ilością i jakością wody w sieci dystrybucji wody pitnej miasta Chojnice. Do badań wykorzystano model szkieletowy opracowany w środowisku Epanet. Dokonano dekompozycji, zaproponowano strukturę systemu regulacji, w warstwie bezpośredniej sprawdzono różne rodzaje regulacji: zdarzeniowo-regułowe, PID oraz MPC. Zaproponowano bezprzewodowe metody komunikacji pomiędzy...
-
Kogeneracja jądrowa: analiza technicznych możliwości i szacowanie kosztów
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję równoległego połączenia elektrowni jądrowej, przystosowanej do oddawania ciepła do celów grzejnych, z istniejącymi elektrociepłowniami i ciepłowniami w rejonie zasilania, w tym przypadku z ciepłowniczymi systemami Wejherowa i Gdyni. Zaproponowano warianty uciepłownienia elektrowni jądrowej, w postaci zasilania wymienników ciepłowniczych parą pobieraną z upustów części niskoprężnej turbiny...
-
Multi-region fuzzy logic controller with local PID controllers for U-tube steam generator in nuclear power plant
PublicationIn the paper, analysis of multi-region fuzzy logic controller with local PID controllers for steam generator of pressurized water reactor (PWR) working in wide range of thermal power changes is presented. The U-tube steam generator has a nonlinear dynamics depending on thermal power transferred from coolant of the primary loop of the PWR plant. Control of water level in the steam generator conducted by a traditional PID controller...
-
Numerical Investigation of Nuclear Reactor Kinetic and Heat Transfer Fractional Model with Temperature Feedback
PublicationAbstract—In the paper, the numerical results concerning the kinetics and proposed heat exchange models in nuclear reactor based on fractional calculus are presented for typical inputs. Two fractional models are proposed and compared with the model based on ordinary derivative. The first fractional model is based on one of the generalized Cattaneo equations. The second one is based on replacing the ordinary to fractional order of...
-
Numerical solution analysis of fractional point kinetics and heat exchange in nuclear reactor
PublicationThe paper presents the neutron point kinetics and heat exchange models for the nuclear reactor. The models consist of a nonlinear system of fractional ordinary differential and algebraic equations. Two numerical algorithms are used to solve them. The first algorithm is application of discrete Grünwald-Letnikov definition of the fractional derivative in the model. The second involves building an analog scheme in the FOMCON Toolbox...
-
Pipeline System for Heat Transportation from Nuclear Power Plant – an Optimizing Approach
PublicationOver the last few years heat piping insulation technology and pump systems efficiency have been significantly improved. Reduced thermal losses encourage heat transportation over long distances. It provides an opportunity for increasing thermodynamic efficiency of Nuclear Power Plants (NPPs) that are often located in rural areas because of safety issues. It can be achieved by Combined Heat and Power (CHP) generation, as heat produced...
-
REALIZACJE SPRZĘTOWO-PROGRAMOWE SYMULATORÓW PODSTAWOWYCH ZASAD PRZEBIEGU PROCESÓW REAKTORA JĄDROWEGO
PublicationW artykule przedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego. Proces budowy i badania oparte są na modelach punktowych: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Badano możliwości realizacji symulatorów, wykorzystując różne środowiska programowe i platformy sprzętowe. Referencyjny symulator został opracowany w...
-
REALIZACJE SPRZĘTOWO-PROGRAMOWE SYMULATORÓW PODSTAWOWYCH ZASAD PRZEBIEGU PROCESÓW REAKTORA JĄDROWEGO
PublicationPrzedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego w oparciu o modele punktowe: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Referencyjny symulator został opracowany w środowisku MATLAB/Simulink. Na jego podstawie zbudowano w środowisku xPC drugi symulator pracujący w czasie rzeczywistym. Po dekompozycji funkcjonalnej...
-
Robust output prediction of differential – algebraic systems – application to drinking water distribution system
PublicationThe paper presents the recursive robust output variable prediction algorithm, applicable for systems described in the form of nonlinear algebraic-differential equations. The algorithm bases on the uncertainty interval description, the system model, and the measurements. To improve the algorithm efficiency, nonlinear system models are linearised along the nominal trajectory. The effectiveness of the algorithm is demonstrated on...
-
Static Model of Steam/Water Cycle for Thermal and Economic Analysis
PublicationThe thermodynamic efficiency of typical conventional and nuclear power plants is insufficient. A large amount of the generated heat is removed to the environment and regarded as a waste. A solution which is commonly used to increase the efficiency and profitability of the existing and planned power plants refers to cogeneration of heat and power. To prepare sophisticated thermodynamic and economic analyses, a precise static model...
-
The excitation controller with gain scheduling mechanism for synchronous generator control
PublicationThe power systems, including the synchronous generators and power systems networks, are complex nonlinear systems with configuration and parameters which change through time. That leads to electromechanical oscillations occurring in that system. Thus synchronous generator excitation controller must be capable of providing appropriate stabilization signal over broad range of operating conditions and disturbances. In this paper,...
-
Two-Step Model Based Adaptive Controller for Dissolved Oxygen Control in Sequencing Wastewater Batch Reactor
PublicationDissolved Oxygen (DO) concentration is a crucial parameter for efficient operation of biological processes taking place in the activated sludge Wastewater Treatment Plant (WWTP). High-quality DO control is difficult to achieve because of complex nonlinear behavior of the plant and substantial influent disturbances. A method to improve the Direct Model Reference Adaptive Control (DMRAC) technology in application to DO tracking for...
-
Wieloobszarowa regulacja systemu turbogeneratora elektrowni jądrowej =Multiregional control of nuclear power plant turbogenerator system
PublicationW artykule przedstawiono propozycję zaawansowanej struktury sterowania układem turbogeneratora w szerokim zakresie zmian zapotrzebowania na moc czynną. Dla potrzeb syntezy tej struktury wykorzystano nieliniowe, dynamiczne modele turbiny parowej i generatora synchronicznego współpracującego z systemem elektroenergetycznym. Zaproponowane algorytmy sterowania oparte są odpowiednio o wieloobszarowe regulatory rozmyte, z lokalnymi regulatorami...
Year 2008
-
Alokacja urządzeń pomiarowych hydrauliki w systemach wodociągowych w warunkach niepewności
PublicationW artykule zaproponowana została metoda wspomagania decyzji alokacji urządzeń pomiarowych hydrauliki w systemie wodociągowym (SW) rozważana w powiązaniu z zagadnieniem estymacji wielkości niezmierzonych SW oraz w warunkach korzystania z niedokładnych danych pomiarowych. Problem alokacji został sformułowany jako zagadnienie wielokryterialne, w którym składowymi wektora kryteriów są elementy rachunku kosztów tworzenia nowych punktów...
-
Alokacja urządzeń pomiarowych hydrauliki w systemach wodociągowych w warunkach niepewności
PublicationW artykule zaproponowana została metoda wspomagania decyzji alokacji urządzeń pomiarowych hydrauliki w systemie wodociągowym (SW) rozważana w powiązaniu z zagadnieniem estymacji wielkości niezmierzonych SW oraz w warunkach korzystania z niedokładnych danych pomiarowych. Problem alokacji został sformułowany jako zagadnienie wielokryterialne, w którym składowymi wektora kryteriów są elementy rachunku kosztów tworzenia nowych punktów...
-
Hierarchical dissolved oxygen control for activated sludge processes
PublicationA hierarchical controller for tracking the dissolved oxygen reference trajectory in activated sludge processes is proposed and investigated. The removal of nitrogen and phosphorous from wastewater is considered. Typically, an aeration system itself is a complicated hybrid nonlinear dynamical system with faster dynamics compared to the internal dynamics of the dissolved oxygen in a biological reactor. It is a common approach to...
-
Krzepko dopuszczalne sterowanie systemami wodociągowymi
PublicationSterowanie predykcyjne jest efektywną metodą wyznaczania sterowania złożonymi systemami na podstawie nominalnych modeli systemu uwzględniająca ograniczenia na stan oraz wyjścia danego systemu. Po zastosowaniu sterowania wygenerowanego przez ten algorytm do rzeczywistego systemu może okazać się wyjścia rzeczywistego systemunaruszają nałożone ograniczenia. Wynika to z faktu, iż nominalny modelu systemu jest niedokładny co powoduje...
-
Leakage detection and localisation in drinking water distributionnetworks by MultiRegional PCA
PublicationMonitoring is one of the most important steps in advanced control of complex dynamic systems. Precise information about systems behaviour, including faults indicating, enables for efficient control. The paper describes an approach to detection and localisation of pipe leakage in Drinking Water Distribution Systems (DWDS) representing complex and distributed dynamic system of large scale. Proposed MultiRegional Principal Component...
-
Łączna kalibracja profili poborów wody i parametrów modelu systemu wodociągowego
PublicationW artykule przedstawiono propozycję etapowego podejścia do kalibracji modeli systemów wodociągowych (SW). Zaprezentowana metoda kalibracji, w odróżnieniu od dotychczas proponowanych, oparta jest na wyznaczeniu profili poboru wody oraz rezystancji połączeń w postaci przedziałowej. Problem kalibracji został sformułowany w postaci zagadnień programowania liniowego mieszanego, co gwarantuje uzyskanie globalnych rozwiązań optymalnych....
-
Sekwencyjna estymacja zmiennych w systemach sieciowych z wykorzystaniem do systemów wodociągowych
PublicationEstymacja jest powszechnie stosowanym narzędziem pozyskiwania brakujących informacji o stanie w systemach sieciowych, które charakteryzują się niewielkim nasyceniem pomiarami. W systemach tych powszechnie akceptowanym modelem niepewności jest model przedziałowy. W ostatnich latach zaproponowano szereg metod rozwiązywania zagadnienia estymacji zmiennych a także zmiennych i parametrów dla systemów wodociągowych z przedziałowym opisem...
Year 2013
-
Analiza sterowania ułamkowego PIλDμ mocą reaktora jądrowego
PublicationW artykule przedstawiono syntezę regulatora PIλDμ niecałkowitego rzędu dla potrzeb sterowania mocą reaktora jądrowego lekko wodnego określanego, jako typu PWR (Pressurized Water Reactor). W tym celu wykorzystano nieliniowy model matematyczny reaktora PWR o parametrach skupionych obejmujący procesy generacji i wymiany ciepła oraz termicznych efektów reaktywnościowych. Nastawy regulatora PIλDμ niecałkowitego rzędu dobrano w sposób...
-
Comparison of state feedback and PID control of pressurizer water level in nuclear power plant
PublicationThe pressurizer water level control system in nuclear power plant with pressurized water reactor (PWR) is responsible for coolant mass balance. The main control goal is to stabilize the water level at a reference value and to suppress the effect of time-varying disturbances (e.g. coolant leakage in primary circuit pipeline system). In the process of PWR power plant operation incorrect water level may disturb pressure control or...
-
Symulator szybkich procesów dynamiki reaktora jądrowego wodno ciśnieniowego
PublicationArtykuł przedstawia symulator dynamiki reaktora jądrowego (RJ) zbudowany w oparciu o punktowe modele matematyczne procesów reaktora typu wodnego ciśnieniowego (ang. Pressurized Water Reactor – PWR) i zaimplementowany w środowisku MATLAB/Simulink. Symulator wykorzystywany jest obecnie jako narzędzie pomocne w dydaktyce i wstępnych badaniach w zakresie energetyki jądrowej na Politechnice Gdańskiej. W pierwszej części artykuł Autorzy...
-
Wieloobszarowa rozmyta regulacja PID mocy reaktora jądrowego
PublicationW artykule przedstawiono wieloobszarowy regulator rozmyty z lokalnymi regulatorami PID dla sterowania mocą reaktora jądrowego typu PWR. Wykorzystano model matematyczny o parametrach skupionych reaktora PWR obejmujący procesy generacji i wymiany ciepła oraz efektów reaktywnościowych. Nastawy lokalnych regulatorów PID zostały dobrane w sposób optymalny, minimalizując całkowy wskaźnik jakości ISE. Na przykładzie pokazano że zastosowane...
Year 2016
-
Analysis the Parameters of the Adaptive Controller for Quality Control of Dissolved Oxygen Concentration
PublicationThe wastewater treatment plant can be considered a dynamic large scale complex system, in which the most important control parameter is the dissolved oxygen concentration in the aerobic zone. The air is supplied to this zone by the aeration system. In the paper, both the sequencing batch reactor and the aeration system are modelled and used as plant of control performed by the cascade nonlinear adaptive control system extended...
-
Hardware-Software Implementation of Basic Principles Simulator of Nuclear Reactor Processes
PublicationThe paper presents implementation process of basic principle simulators of a nuclear reactor processes. Simulators are based on point-models of processes: kinetics of neutrons, heat generation and exchange, poisoning and burning-up nuclear fuel. Reference simulator was developed in MATLAB/Simulink without taking into account real-time operation. Second simulator was built using the toolbox xPC with hard real-time requirements....
-
Multi-nodal PWR reactor model — Methodology proposition for power distribution coefficients calculation
PublicationIn the paper the multi-nodal Pressurized Water Reactor (PWR) model called Mann’s model is presented. This models is used for modelling purposes of the heat transfer from fuel to coolant in reactor core. The authors expand widely used in literature approach by defining additional coefficients for the heat transfer model. These parameters approximate the power generation distribution in the PWR reactor core according to the to the...
-
Nuclear Co-generation: The Analysis of Technical Capabilities and Cost Estimates
PublicationThis paper presents a concept of the parallel connection of a nuclear power plant fitted to provide heat for district heating application, with the CHP and heat plants existing in the supply region, in this case with the heating systems of Wejherowo and Gdynia. Presented variant proposes to add heat to a nuclear power plant’s total output by supplying heat exchangers with the steam from bleeders of low pressure (LP) turbine stage...
-
Simplified, multiregional fuzzy model of a nuclear power plant steam turbine
PublicationPower systems, including steam turbines and synchronous generators, are complex nonlinear systems with parameters varying over time. The paper presents the developed simplified, multiregional fuzzy model of the steam turbine of a nuclear power plant turbine generator set and compares the results with a full nonlinear model and commonly used linear input-output model of a steam turbine. The proposed model consist of series of linear...
-
Supervisory Control System for Adaptive Phase and Work Cycle Management of Sequencing Wastewater Treatment Plant
PublicationThe paper presents the design of the integrated control system applied to Sequencing Batch Reactor (SBR) in a biological Wastewater Treatment Plant (WWTP) in Swarzewo, which operates under activated sludge technology. Based on the real data records, ASM2d biological processes model and aeration system model, hierarchical control system for dissolved oxygen tracking and cycle management is designed. Internal Model Controller (IMC)...
-
Two-phase optimizing approach to design assessments of long distance heat transportation for CHP systems
PublicationCogeneration or Combined Heat and Power (CHP) for power plants is a method of putting to use waste heat which would be otherwise released to the environment. This allows the increase in thermodynamic efficiency of the plant and can be a source of environmental friendly heat for District Heating (DH). In the paper CHP for Nuclear Power Plant (NPP) is analyzed with the focus on heat transportation. A method for effectivity and feasibility...
Year 2006
-
Bounding approach to parameter estimation without prior knowledge on modeling error and application to quality modeling in drinking water distribution systems
PublicationW artykule rozważana jest estymacja parametrów modelu autoregresji z ruchoma średnią i sygnałem wejściowym (ARMAX) z wykorzystaniem przedziałowego modelu błędu. Zakłada się, że granice błędu struktury modelu są nieznane, bądź znane, ale bardzo konserwatywne. Dla zmniejszenia tego konserwatyzmu proponowane jest idea modeli punktowo-parametrycznych, w której występują zbiory parametrów i błędu modelu odpowiadające wszystkim wejściom....
-
Set membership estimation of parameters and variables in dynamic networks by recursive algorithms with moving measurment window
PublicationW artykule rozważana jest łączna estymacja przedziałowa zmiennych i parametrów w złożonej sieci dynamicznej w oparciu niepewne modele parametryczne i ograniczoną liczbę pomiarów. Opracowany został rekursywny algorytm estymacji z przesuwnym oknem pomiarowym, odpowiedni dla monitorowania sieci on-line. Okno pomiarowe pozwala na stabilizowanie klasycznego algorytmu rekurencyjnego estymacji i znacznie poprawienie obcisłości estymat....
-
Zintegrowane sterowanie systemami wodociągowymi : struktury i algorytmy. Cz. II
PublicationW pierwszej części artykułu przedstawiona została dwuwarstwowa struktura zintegrowanego sterowania hydrauliką i jakością w systemach wodociągowych (SW). Wprowadzenie takiej struktury pozwala wypełnić funkcje sterowania zintegrowanego SW i daje gwarancję ich efewktywnej realizacji. Zintegrowane sterowanie SW obejmuje dwa zasadnicze aspekty: sterowanie hydrauliką i sterowanie jakością wody. Pomiędzy procesami hydrauliki i jakości...
Year 2004
-
Bounding approach to parameter estimation without priori knowledge on model structure error.
PublicationArtykuł przedstawia estymację parametrów modelu ARMA (Autoregresive moving average) metodą zbiorów ograniczonych. Założono brak wiedzy na temat ograniczeń na błąd struktury modelu lub, że wiedza ta jest bardzo konserwatywna. W celu redukcji tego konserwatyzmu, zaproponowano koncepcje modelu punktowo-parametrycznego. W podejściu tym zakłada się istnienie zbioru parametrów modelu oraz błędu struktury odpowiadających każdej z trajektorii...
-
Dissolved oxygen tracking and control of blowers at fast time scale.
PublicationNapowietrzanie jest bardzo ważnym i drogim procesem w oczyszczalni ścieków. Tlen jest podstawowym składnikiem dla procesów biologicznych. System napowietrzania jest skomplikowanym, hybrydowym, nieliniowym, dynamicznym systemem z dynamiką szybszą w porównaniu z wewnętrzną dynamiką tlenu rozpuszczonego w reaktorze biologicznym. Obecnie stosowane systemy sterowania są dalekie od zadowalających. Koszt pompowania powietrza do reaktora...
-
Supervisory control of integrated wastewater treatment systems.
PublicationSterowanie zintegrowanym systemem oczyszczania ścieków (sieć kanalizacyjna- oczyszczalnia ścieków), w pełnym zakresie jego obciążeń wymaga zastosowania zaawansowanych algorytmów sterowania optymalizującego. System sterowania jest hierarchicznie zdekomponowany, tworząc wielopoziomową-wielowarstwową. Główną technologią sterowania sterowanie predykcyjne (MPC). Nie jest możliwe wystarczająco efektywne sterowanie takim systemem we wszystkich...
Year 2012
-
Data-driven models for fault detection using kernel pca:a water distribution system case study
PublicationKernel Principal Component Analysis (KPCA), an example of machine learning, can be considered a non-linear extension of the PCA method. While various applications of KPCA are known, this paper explores the possibility to use it for building a data-driven model of a non-linear system-the water distribution system of the Chojnice town (Poland). This model is utilised for fault detection with the emphasis on water leakage detection....
-
Kształcenie i badania dla potrzeb energetyki jądrowej w Polsce - synergia działań na przykładzie Politechniki Gdańskiej
PublicationPrzedstawiono możliwy wkład Politechniki Gdańskiej w rozwój kształcenia i badań na rzecz energetyki jądrowej, który wpisuje się w potrzeby wyrażone w Programie Polskiej Energetyki Jądrowej. Zapewnienie kadr dla energetyki jądrowej wymaga stworzenia w uczelniach i szkołach średnich kierunków związanych z energetyką jądrową.Podobnie w dziedzinie badań potrzebne jest tworzenie centrów badawczych ukierunkowanych na badania związane...
-
Modelowanie procesów o różnych skalach czasowych na przykładzie instalacji Clausa do odzysku siarki
PublicationW przemyśle petrochemicznym odzyskiwanie siarki stanowi jeden z ważniejszych procesów towarzyszących kompleksowemu przetwarzaniu ropy naftowej i substancji pochodnych. W artykule przedstawiono matematyczny model instalacji odsiarczania gazów Clausa wraz z układem sterowania. Wnikliwa analiza procesów zachodzących w obiekcie pozwoliła zaproponować metodykę budowy i strukturę modelu adekwatną do potrzeb syntezy układu sterowania....
Year 2018
-
Decision support system for design of long distance heat transportation system
PublicationDistrict Heating (DH) systems are commonly supplied using local heat sources. Nowadays, modern insulation materials allow for effective and economically viable heat transportation over long distances (over 20 km). The paper proposes a Decision Support System (DSS) for optimized selection of design and operating parameters of a long distance Heat Transportation System (HTS). The method allows for evaluation of feasibility and effectiveness...
-
Implementation of the FOPID Algorithm in the PLC Controller - PWR Thermal Power Control Case Study
PublicationIn the paper authors describe proposition of design and verification procedures of the discrete Fractional Order PID (FOPID) algorithm for control of the Pressurized Water Reactor (PWR) thermal power near its nominal operating point. The FOPID algorithm synthesis consists of: off-line optimal tunning of its parameters in continuous time-domain with LQ (Linear Quadratic) performance index and simplified models of nuclear reactor...
Year 2017
-
Direct algorithm for optimizing robust MPC of drinking water distribution systems hydraulics
PublicationModel-based predictive control is an effective method for control the large scale systems [1]–[6], [8], [16], [17]. Method is based on on-line solution of the control task over the control horizon using current and past measurements, as well as the system model. Only a first element of calculated control sequence is applied to the plant. At the next sampling instant, based on new process output measurements, control procedure is...
-
Multicriteria Optimization Approach to Design and Operation of District Heating Supply System over its Life Cycle
PublicationDistrict Heating (DH) systems are commonly supplied using local heat sources. Nowadays, modern insulation materials allow for effective and economically viable heat transportation over long distances (over 20 km). In the paper a method for optimized selection of design and operating parameters of long distance Heat Transportation System (HTS) is proposed. The method allows for evaluation of feasibility and effectivity of heat transportation...
-
Nodal models of Pressurized Water Reactor core for control purposes – A comparison study
PublicationThe paper focuses on the presentation and comparison of basic nodal and expanded multi-nodal models of the Pressurized Water Reactor (PWR) core, which includes neutron kinetics, heat transfer between fuel and coolant, and internal and external reactivity feedback processes. In the expanded multi-nodal model, the authors introduce a novel approach to the implementation of thermal power distribution phenomena into the multi-node...
-
Nuclear Power Plant Steam Turbine - Modeling for Model Based Control Purposes
PublicationThe nature of the processes taking place in a nuclear power plant (NPP) steam turbine is the reason why their modeling is very difficult, especially when the model is intended to be used for on-line optimal model based process control over a wide range of operating conditions, caused by changing electrical power demand e.g. when combined heat and power mode of work is utilized. The paper presents three nonlinear models of NPP steam...
-
Real-Time Basic Principles Nuclear Reactor Simulator Based on Client-Server Network Architecture with WebBrowser as User Interface
PublicationThe real-time simulator of nuclear reactor basic processes (neutron kinetics, heat generation and its exchange, poisoning and burn- ing up fuel) build in a network environment is presented in this paper. The client-server architecture was introduced, where the server is a pow- erful computing unit and the web browser application is a client for user interface purposes. The challenge was to develop an application running under the...
-
Takagi-Sugeno Fuzzy Model of Dissolved Oxygen Concentration Dynamics in a Bioreactor at WWTP
PublicationThe importance of dissolved oxygen concentration controlinaerationtanksofabioreactoratflow-throughwastewater treatment plant (WWTP) can easily be justified by technological requirements as well as simple economics. Firstly, appropriate levels of dissolved oxygen concentration are essential for the vitality of microorganisms that comprise the bioreactor. Secondly, the costs of dissolved oxygen concentration control related to the...
-
The distributed model predictive controller for the nuclear power plant turbo-generator set
PublicationTypically there are two main control loops with PI controllers operating at each turbo-generator set. In this paper a distributed model predictive controller DMPC, with local QDMC controllers for the turbine generator, is proposed instead of a typical PI controllers. The local QDMC controllers utilize step-response models for the controlled system components. These models parameters are determined based on the proposed black-box...
-
The QDMC Model Predictive Controller for the Nuclear Power Plant Steam Turbine Control
PublicationThere are typically two main control loops with PI con trollers operating at each turbo-generator set. In this paper a model predictive controller QDMC for the steam turbine is proposed - instead of a typical PI controller. The QDMC controller utilize a step-response model for the controlled system. This model parameters are determined, based on the simplified and linear model of turbo-generator set, which parameters are identified...
Year 2020
-
Fuzzy Multi-Regional Fractional PID controller for Pressurized Water nuclear Reactor
PublicationThe paper presents the methodology for the synthesis of a Fuzzy Multi-Regional Fractional Order PID controller (FMR-FOPID) used to control the average thermal power of a PWR nuclear reactor in the load following mode. The controller utilizes a set of FOPID controllers and the fuzzy logic Takagi-Sugeno reasoning system. The proposed methodology is based on two optimization parts. The first part is devoted to finding the optimal...
Year 2009
-
Genetic Hybrid Predictive Controller for Optimized Dissolved-Oxygen Tracking at Lower Control Level
PublicationA hierarchical two-level controller for dissolvedoxygenreference trajectory tracking in activated sludge processeshas been recently developed and successfully validated on a realwastewater treatment plant. The upper level control unit generatestrajectories of the desired airflows to be delivered by theaeration system to the aerobic zones of the biological reactor. Anonlinear model predictive control algorithm is applied to designthis...
-
Specialized genetic operators in drinking water distribution systems control
Publication..
Year 2005
-
Hierarchical model predictive control of integrated quality and quantity in drinking water distribution systems
PublicationW artykule zaproponowane zostało zintegrowane podejście do sterowania ilością i jakością w systemach zaopatrzenia i dystrybucji wody. Sterowanie zintegrowane polega na optymalizowaniu kosztów operacyjnych zaspokajając zapotrzebowanie na wodę o wymaganej jakości i spełniając ograniczenia systemu. To zagadnienie sterowania optymalizującego jest zagadnieniem złożonym z powodu nieliniowości, dużego wymiaru, ograniczeń na wyjście, występowania...
-
Miękko przełączane sterowanie predykcyjne w zastosowaniu do systemów ściekowych
PublicationNie zawsze jest możliwe sterowanie układami czy systemami przy pomocy jednej uniwersalnej strategii sterowania pozwalającej na efektywne sterowanie w pełnym zakresie warunków operacyjnych. Istnieje wówczas potrzeba stosowania dwóch lub większej liczby układów sterowania w zależności od stanu układu bądź postawionych przed nim celów. To implikuje konieczność znalezienia mechanizmu umożliwiającego ich przełączanie. Nie zawsze jest...
-
Modelowanie sieci wodociągowych - podejście do problemu szkieletyzacji
PublicationW referacie przedstawiona została propozycja podejścia do upraszczania schematu sieci wodociągowych nazywanego szkieletyzacją (ang. skeletonization). Istota szkieletyzacji sprowadza się do zastąpienia określonego rzeczywistego fragmentu struktury sieci wybraną strukturą zastępczą. Uproszczony drogą szkieletyzacji schemat sieci jest podstawą budowy modeli matematycznych wykorzystywanych w zadaniach podejmowania decyzji, sterowania...
-
Nowoczesne sterowanie w oczyszczalniach ścieków - sprzęt i oprogramowanie
PublicationArtykuł jest jedną z publikacji cyklu prezentującego wyniki projektu 5. Programu Ramowego UE ''SMART Control of wastewater systems - SMAC''. W ostatnim dziesięcioleciu w istotny sposób zostały zaostrzone wymagania dotyczące jakości ścieków oczyszczonych. Z drugiej strony, zmienione warunki funkcjonowania gospodarki wymusiły dążenie do obniżania kosztów oczyszczania ścieków. Prowadzi to do ustalania się nowych standardów oceny jakości...
-
Zintegrowane sterowanie systemami wodociągowymi - struktury i algorytmy'' - cz. I.
PublicationOperacyjne sterowanie systemami wodociągowymi (SW) posiada dwa zasadnicze aspekty: sterowanie hydrauliką i sterowanie jakością wody. Pomiędzy procesami hydrauliki i jakości wody występują interakcje, co stanowi przesłankę, by procesy te przy rozważaniu problemu sterowania SW traktować łącznie. Łączne traktowanie procesów sterowania hydrauliką i jakością wody jest bardzo trudnym zadaniem. Skuteczne jego rozwiązanie powinno integrować...
-
Zintegrowane sterowanie systemami zaopatrzenia w wodę pitną
PublicationOptymalne ekonomicznie zaspokojenie w miastach bieżącego zapotrzebowania na wodę pitną tak, aby spełnione były wymagania jakości dostaw oraz jakości samej wody jest złożonym zadaniem. Zarówno aspekty aplikacyjne jak i teoretyczne tego problemu są przedmiotem intensywnych prac prowadzanych w sektorach naukowych i przemysłowych na całym świecie. Prace te finansowane są przez przemysł, komitety naukowe oraz Programy Ramowe Unii Europejskiej....
Year 2007
-
Kalibracja profili poborów wody w węzłach SW
PublicationZnajomość profili poborów wody w węzłach systemu wodociągowego (SW) ma zasadnicze znaczenie dla dopuszczalności wyznaczanego w oparciu o model SW sterowania. Powszechnie stosowane jest traktowanie poborów wody jako zakłóceń stanowiących jedną z kategorii wielkości wejściowych SW i jego modelu. Jakość prognoz poborów wody oparta o dane historyczne uzależniona jest od ilości i jakości dostępnych danych. Istotne znaczenie przy wyznaczaniu...
Year 2011
-
Modelowanie procesów i sterowania instalacji komponowania asfaltów
PublicationAsfalty są obecnie jednymi z kluczowych produktów rafinerii nafty. Zapewnienie wymaganej jakości tych produktów ma wpływ na jej wyniki ekonomiczne. Wymagana jakość uzyskiwana jest poprzez utrzymanie laboratoryjnie wyznaczonych stosunków ilościowych pomiędzy komponentami. Zadanie to realizowane jest przez hierarchiczne układy sterowania automatycznego. Niezadowalająca jakość działania tych układów może wynikać z braków i niedokładności...
-
Optymalizujące krzepkie sterowanie hydrauliką systemu wodociągowego
PublicationSterowanie predykcyjne jest efektywną metodą wyznaczania sterowania złożonymi systemami na podstawie nominalnych modeli systemu uwzględniająca ograniczenia na stan oraz wyjścia danego systemu. Po zastosowaniu sterowania wygenerowanego przez ten algorytm do rzeczywistego systemu może okazać się wyjścia rzeczywistego systemu naruszają nałożone ograniczenia. Wynika to z faktu, iż nominalny modelu systemu jest niedokładny, co powoduje...
-
Optymalizujące krzepkie sterowanie hydrauliką systemu wodociągowego
PublicationSterowanie predykcyjne jest efektywną metodą wyznaczania sterowania złożonymi systemami na podstawie nominalnych modeli systemu uwzględniająca ograniczenia na stan oraz wyjścia danego systemu. Po zastosowaniu sterowania wygenerowanego przez ten algorytm do rzeczywistego systemu może okazać się wyjścia rzeczywistego systemu naruszają nałożone ograniczenia. Wynika to z faktu, iż nominalny modelu systemu jest niedokładny, co powoduje...
Year 2002
-
Robust estimation of variables and parameters in dynamic water distribution systems
PublicationPrzedstawiono estymację metodą ''set membership'' zmiennych i parametrów systemu dystrybucji wody pitnej. Zmienne odnoszą się do ilości i jakości wody, natomiast parametry odnoszą się do modelu matematycznego hydrauliki. Problemten jest wysoce nieliniowy. Algorytm estymacji jest oparty na wcześniejszychpracach i wykorzystuje również algorytm dynamicznej linearyzacji odcinkami.
seen 2884 times