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Desarrollo de CAVLAB-un simulador basado en MATLAB orientado al control para un proceso de gasificación de carbón subterráneo

Autores: Ahmed, Afaq; Javed, Syed Bilal; Uppal, Ali Arshad; Iqbal, Jamshed

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Desarrollo de CAVLAB-un simulador basado en MATLAB orientado al control para un proceso de gasificación de carbón subterráneo


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Proceso de gasificación subterránea del carbón
CAVSIM
MATLAB
Identificación de sistema
Red neuronal
Caja de herramientas de optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 44

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El Modelo de Simulación de Cavidades (CAVSIM) es un simulador 3D y parametrizable del Proceso de Gasificación Subterránea del Carbón (UCG) que sirve como referencia para la predicción de UCG. A pesar de producir resultados precisos, CAVSIM tiene algunas limitaciones, que incluyen principalmente capacidades gráficas inadecuadas para visualizar la geometría de la cavidad y la producción de gas, ineficacia en términos de parametrización, es decir, implica la edición, compilación de múltiples archivos y verificación de errores, y la falta de herramientas para sintetizar un controlador. Por lo tanto, para compensar estas deficiencias, se deben adquirir los servicios de software de terceros, como MATLAB. CAVSIM se integró con MATLAB para utilizar sus funcionalidades y cajas de herramientas como Identificación de Sistemas, Redes Neuronales y Optimización, etc. La integración se logró diseñando archivos C-mex, y además, los resultados de la simulación en ambos entornos muestran el mismo comportamiento, demostrando una integración exitosa. En consecuencia, CAVSIM también ha adquirido una estructura controlable, donde la parametrización es ahora un proceso de un solo clic; esto se demuestra mediante un estudio de caso que describe la implementación del Control Predictivo Basado en Modelo (MPC) en una planta UCG. Además, las métricas de rendimiento, es decir, Error Promedio Medio (MAE) y Error Cuadrático Medio (RMSE) de 0.13, 0.23 para el valor calorífico del gas de síntesis, y 0.012, 0.02 para la tasa de flujo, establecen cuantitativamente la eficacia de CAVLAB en el diseño de MPC para el sistema UCG. La novedad de este trabajo radica en hacer que el paquete de software sea de código abierto con el objetivo de agilizar la investigación de múltiples aspectos del proceso UCG.

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