
������������ �������������� ������ ������������������������ ���������������� ���������������� �� �������������������� �������������������������� ������ �� ���������������� �������� ������������������ ���������������� �������������������������� �������������� ���� ���������������� ���� ������������������������ ������ ������������������ ������������������ ������������������ ������������������ �������������� �������� ���� ��������������������. ���������� ���������������������������� ������ ������ ������������ �������������������� ������������������ ��) �� �������������������� ������������������������������ ���� ���������������������� ���������� ������, ��) �� ���������� ������������������ ���� �������������������� ���������� ������������������ ������ ��) �� ���������������������� ����������������/�������������������� ������������������ ���� �������������� ���������������� ������ ���������������������� ������������ ������������. ���� ������������������������ �������������� ���������������������� ������ ������ ���������� �������������������������� ���������������������� ������������������������������ ���� ���������� ������ ���������������� ������������������ ������������ ���������������������� �������� ������ ������������������������������. ���� ���������������� ������������������������ �������� ���������� �������������� ���������������� ���������� ���������������������� ������������������ ������ ������ ���������������� �������������������� ������������������ ������ ���������������������� ������ ���� ����������������������. ���������������������������� ������������������������ ������ �������������� ������������������ ���� �������������������� �������������������� ������ �� ������������������ ������ ������������������������ ���� �������������� ���������� ������ �������������������� ������������������ ������ ��������������. ���� ���������� ��������, �������������������������� ������������������ ����-���������������� �������������������� �������������� (���������������� ����������, ���������� ������ ������������������, ������������������ ������������������, ���������������������������� ����������������������, ������.) ������ ���������������������� ���� ���������������� ������ �������������������������� �������������� ������ ������������������ ������������������������ ������ ������������������ ���������������� ���������������������� �������� ������������������ ������������������ ������ �������������������� ��������������. ������ ������ ���������������������� ���������������� ������ �������������������������� ������������������������ ���������������� ���� ������������������ �������������������� ���������������� ������ ���������������� ��������������������. ������ �������������� �������� ������ ��������������, �������������������������� ���� ������������ �������������� ������ �������������������� �������� �������� ������������ �������������������������� ���������������� ������������ ������ ������������������ �������� ������������������ ������ ������������������ ������������ �������������������� �������� ������������������������ ��������������������. ���������������� ����������������������, �� ������������ ���������������������� ������������������������������-���������������������� �������������������� ������ ������������������ ������ ������������������ ����������������, �������� �������� ���� �������������������������� ��) �� ������������ �������������� ���������������� ������ �� ���������������� �������������� �������������������� ���������� �������������������� ���������������� ������ ������������������������������ ��������������������, ��) �� ������������ ������������������ ���������������� ���� ���������� ������������������������ ������������������ ������ �������������������� ������ ��) �� �������������������� ������ ���������������������� ������������������ ������ �������������� ��������������. �������������� ���� �������� ������ ���������� ���������������� �������������������������� ������ �������������������� ������ ������ ���������� ������������������ �������� �������������� �������������� �� ������������������ ������ ���������������� ��������������������-��������������������������-�������������������� ������������ ������ �������������������� ������������ ��������������. �������������������� ������������ ���������������� �� �������������� ������ �������������������� ������������ ���������������� (P, PI, PID ������.), ������ �������������������� ���������������� �������� �� ������������������ �������������������������� ������ �������������������� (tuning) �������� ������ ������������������ ������ �������������� ���������������� Ziegler-Nichols ������ Tyreus-Luyben. ������ ������ �������������������� ������ �������������������������� �������������������� �������������� ������������������ ������ �������������������� �������������������� �������������� ���������������������� ���� ���������� �������������� ��) ������ ������������ �������������� ���������������� ������ �������������������� ������ ������������ ������ ���������������������������� ��������������������, ��) ������ ���������������� �������������� ������ ������������������ �������������������������� �������������������� ������ ��) ������ ������������ ���������������������� ���� ���������������������� ���������������� ��������������. ���� ������������ ������ ���������������� ���� ���������������������� �������������������������� ������ ������������������ �������������������� ������ ������ ������������������ ��������������������, ������ �������������� ���������������� ������ �������������� ��������������, ������ ������������ �������������������� ������ ���� ������������ ����������������, ������ �������������� ������������������ ������ �������������������� �������� ������ ���������������� �������������� ������ ������ ���������� �������������� �������������������� ���������������� �������� ������������������������������ ��������������������. ���� ������������ ������������������ ������ �������������������������� ������������ ���� ������������ ������������������������������ MATLAB �������������������������� �������� ���������� ��) ������������ ���������������� �������������������� ������ �������������������� ������ ����������������������, ��) ������������������ ������ ������������������ ������ ����-������������������ ���������������� ������ ���������� ������������������ ������ ������������������, ��) ������������������ ������ ���������������� ������ ���������� ������������������ ������������������ ������ ���������������� ������������ ����������������������������, ��) ������������������ ������ ������������������ �������������������� ������������������, ��) ������������ ���������������� ���������� �������� ���������������������� ������ �������������� ���������� �������� ��������������������, ����) �������������� ������ ���������� �������������������� �������������� ���������������� ������ �������������������� ������ ���������������������������� ���������������������� ������ ��) �������������������� ������ �������������������������� �������� ���������������� �������������������������� ������ ��������������.
Core aim of the Master Thesis is the mathematical modeling and development of a flexible distributed control system with main application on integrated and innovative energy systems. Features of the system are a) the exploitation of hydrocarbons as alternative energy feedstock, b) utilization of hydrogen as intermediate energy source and c) the combination of energy production/storage at fuel cells and Li-Ion accumulators. The integrated system consists of a series of hydrocarbon processing reactors that target the efficient hydrogen production through steam reforming. Hydrogen is fed to the anode of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells for the energy production and consequent storage to accumulators. Supplementary subsystems refer to heat exchangers and a burner that are accompanied towards system energy autonomy. At the first stage, suitable non-linear models are developed (mass, energy and momentum balances, kinetic expressions, thermodynamic relations, etc.) that fully describe the undergoing physicochemical phenomena, while providing the necessary feedback for control system design. In order to achieve accuracy of simulations, parameter estimation takes place with the comparison of real data. At the second stage, all control targets are reported through a series of open loop simulation scenarios that aim to the understanding of process variables effects. Overall, the requirements refer to a first indication of manipulated-controlled variable grouping and the final decision on controller implementation. Such an analysis facilitates a) the satisfaction of reference trajectories and disturbance rejection, without compromising wind-up phenomena, b) natural and technical implementation of controllers through necessary hardware and c) the future possibility of control system extension. According to the full and accurate system dynamic modeling and the most suitable and flexible control structure the next step is the implementation of proportional-integral-derivative controllers. The choice of the suitable control action(s) and the necessary optimal tuning through Ziegler-Nichols and Tyreus-Luyben techniques is of primary importance. The evaluation of the proposed control system takes place under different operation scenarios regarding a) the satisfaction of reference set-points and trajectories for a normal operation mode, b) the disturbance of arbitrarily selected disturbances and c) the need to operate at different energy levels. The overall targets to be fulfilled comprise the zero offset from the desired operating levels, the fast response of control signals, the low or even zero overshoots, the fast return to the normal state during disturbances, as well as the avoidance of manipulated saturation (wind-up). The development of the simulation and computational code took place at MATLAB environment, and consisted of different stages: a) definition of parameters and system variables, b) linear and non-linear equations development, c) implementation of controllers under discrete form and insertion of sampling time, d) reporting of ordinary differential equations, e) definition of the parameter values and steady state values for the system variables, f) selection of the proper numerical solution method and g) presentation of results under a well defined graphic environment.
LPG Steam Reforming, �������������� PID, �������������������� LPG ���� ��������, ����������������-�������������� ����������������, Hydrogen ��� Fuel Cells, PID Control
LPG Steam Reforming, �������������� PID, �������������������� LPG ���� ��������, ����������������-�������������� ����������������, Hydrogen ��� Fuel Cells, PID Control
| selected citations These citations are derived from selected sources. This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | 0 | |
| popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network. | Average | |
| influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | Average | |
| impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network. | Average |
