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Keywords:

  • KCl-crystallization;
  • multi-variable control;
  • state estimation;
  • extended Kalman filter;
  • extended linear quadratic dynamic matrix control (EQDMC)

Abstract

An extended Kalman filter (EKF)-based nonlinear quadratic dynamic matrix control (EQDMC) for an evaporative cooling draft-tube baffled (DTB) KCl crystallizer is developed. The controller is used to maintain the productivity, crystal mean size and impurity of crystals. Since these controlled variables are not directly measurable, the EKF is used to estimate them. The nonlinear controller is a combination of an extended linear dynamic matrix control (EDMC) and the quadratic dynamic matrix control (QDMC). This combination provided good control of the system despite the process nonlinearity, constraints, and inadequate reliable online measurement of the controlled variables. The performance of the controller in the presence of plant/model mismatch, disturbance, wrong estimation and simultaneous step changes in the controller setpoints is discussed.

On a mis au point une régulation à matrice dynamique quadratique non linéaire basée sur un filtre de Kalman étendu (EKF), (EQDMC), pour un cristallisoir de KCl à chicanes tubulaire à refroidissement par évaporation. Le contrǒleur sert à maintenir la productivité, la taille moyenne des cristaux et l'impureté des cristaux. Vu que ces variables contrǒlées ne sont pas directement mesurables, on a recours à l'EKF pour les estimer. Le régulateur non linéaire est une combinaison d'un contrǒle à matrice dynamique linéaire étendu (EDMC) et du contrǒle à matrice dynamique quadratique (QDMC). Cette combinaison permet une bonne régulation du Système malgré la non-linéarité du procédé, les contraintes et une mesure en continu fiable inadéquate des variables contrǒlées. On analyse la performance du contrǒleur en présence d'une disparité usine/modèle, d'une perturbation, d'une mauvaise estimation et de changements en échelon simultanés dans les points de consigne.