Proposal of an overall control architecture for the Melissa loop
L'objectiu d'aquesta tesis és proposar una estratègia de control pel sistema MELiSSA, que és una xarxa de compartiments interconnectats pensada per treballar en un entorn aïllat. De tots els reptes relacionats amb el disseny I l'operació del sistema MELiSSA, utilitzat en aquest estudi...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:292646 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/292646 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Suport de vida Life support systems Soporte de vida Control MELiSSA Tecnologies |
| Sumario: | L'objectiu d'aquesta tesis és proposar una estratègia de control pel sistema MELiSSA, que és una xarxa de compartiments interconnectats pensada per treballar en un entorn aïllat. De tots els reptes relacionats amb el disseny I l'operació del sistema MELiSSA, utilitzat en aquest estudi com un cas d'estudi d'un sistema de suport de vida bio-regeneratiu, l'estratègia de control destaca per ésser alhora remarcablement complexa però necessària. Els requeriments associats a l'operació d'un sistema de suport de vida pensat per allotjar una missió tripulada són certament exigents: Un alt grau de reciclatge, eficiència, autonomia, resiliència, fiabilitat i robustesa són algunes de les característiques assumides en el procés de disseny d'un sistema de suport de vida. Davant del repte de dissenyar un sistema que satisfaci aquests requeriments, l'estratègia de control sobresurt com un actor amb molt de pes. En l'estudi presentat, s'ha dissenyat una arquitectura de control amb una organització jeràrquica organitzada en diferents nivells: El Nivell 3 (control terciari) representa un element de supervisió que genera referències (setpoints) basats en criteris d'operació generals; El Nivell 2 (control secundari) representa un nivell corrector que adapta les referències rebudes des de control terciari d'acord amb l'estat del procés (procés entès com el conjunt de compartiments que conformen el sistema MELiSSA); El Nivell 1 (controlador primari) genera una acció de control per a ésser enviada als elements de control de cada compartiment. L'exercici de disseny d'aquesta arquitectura de control requereix de la disponibilitat de models matemàtics del sistema d'interès, que en aquest cas són els compartiments del MELiSSA, per a poder ajustar la configuració dels diferents controladors i per avaluar el comportament de l'estructura de control jeràrquic abans de la seva implementació en un sistema real. Davant d'aquesta necessitat de disponibilitat de models, s'han dedicat esforços importants en generar models matemàtics de plantes, basats en primers principis amb informació dels fluxos metabòlics i escalable a la cambra de plantes superiors de la Planta Pilot del MELiSSA. Aquest estudi proporciona una eina de simulació dinàmica i també intenta generar i transmetre el coneixement adquirit sobre les dinàmiques i el comportament d'un sistema complex com és el MELiSSA. |
|---|