کنترل کننده استنتاجی (Inferential Controller)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع کنترل کننده ها (Controller) را در آموزش زیر شرح دادیم :
کنترل کننده استنتاجی (Inferential Controller) :
کنترل بر اساس تخمین متغیرهای غیرقابل اندازه گیری
کنترل کننده استنتاجی یا Inferential Controller یک نوع کنترل کننده است که برای کنترل متغیرهایی که به طور مستقیم قابل اندازه گیری نیستند (یا اندازه گیری آنها گران یا زمان بر است) استفاده می شود. در این روش، با استفاده از مدل فرآیند و اندازه گیری سایر متغیرهای قابل دسترس (مانند دما، فشار، جریان)، مقدار متغیر مورد نظر (مثلا غلظت، کیفیت محصول) به صورت لحظه ای تخمین زده می شود و سپس این تخمین برای کنترل فیدبک استفاده می شود.
این تخمین می تواند با استفاده از مدل های ریاضی (مانند فیلتر کالمن)، شبکه های عصبی، یا روابط همبستگی ساده انجام شود. کنترل استنتاجی در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، و فرآیندهایی که سنسورهای آنلاین برای متغیرهای کلیدی وجود ندارد، بسیار رایج است.
\[ \hat{y}(t) = f(\text{اندازه گیری های دیگر}) \] \[ u = C(e) \quad , \quad e = y_{sp} - \hat{y} \]کاربردها: کنترل کیفیت در صنایع شیمیایی (مثلا تخمین غلظت از روی دما و فشار)، کنترل فرآیندهای پلیمریزاسیون، کنترل برج های تقطیر (تخمین ترکیب محصول)، صنایع نفت و گاز، صنایع غذایی و دارویی.
✅ مزایا: امکان کنترل متغیرهای غیرقابل اندازه گیری، کاهش هزینه (بدون نیاز به سنسور گران)، افزایش دقت.
⚠️ معایب: وابستگی به دقت مدل تخمین، با تغییرات فرآیند ممکن است تخمین خطا داشته باشد، نیاز به کالیبراسیون دوره ای.
یک مثال معروف، "کنترل بر اساس خواص فیزیکی" است. برای مثال، در یک برج تقطیر، ترکیب محصولات (متغیر هدف) را نمی توان به طور مستقیم و لحظه ای اندازه گیری کرد. اما با اندازه گیری دما در چندین طبقه برج و استفاده از یک مدل ترمودینامیکی، می توان ترکیب را تخمین زد و از آن برای کنترل استفاده کرد.
مثال: یک راکتور شیمیایی که در آن غلظت محصول (متغیر کنترل) باید در نقطه مطلوب بماند، اما سنسور آنلاین غلظت وجود ندارد. یک کنترل کننده استنتاجی با اندازه گیری دمای راکتور و دبی مواد ورودی، و با استفاده از مدل سینتیک واکنش، غلظت را تخمین زده و شیر خنک کننده را تنظیم می کند.
