FRINK Linked Data Fragments server

Matches in SemOpenAlex for { <https://semopenalex.org/work/W228980801> ?p ?o ?g. }

• W228980801 abstract "Combined sewer networks carry wastewater and storm water together. During normal operation all the water is delivered to wastewater treatment plants, where it is treated before being released to surrounding natural water bodies. However, during heavy rain events, the network capacity may become insufficient leading to untreated water discharges to the receiving environments. To mitigate these undesired effects, combined sewer networks are usually provided with detention tanks and flow redirection elements, managed to fully take advantage of the network capacity. In the last few decades automatic control techniques for the regulation of these storage and redirection elements have been developed, with real-time, global, model-based predictive ones being widely regarded as the most efficient ones due to their capacity to take advantage of instantaneous network measurements and rain intensity forecasts. &#x0D; In this thesis a complete methodology to develop a real-time, global, model-based predictive controller to minimize pollution effects in combined sewer networks is proposed. The physically-based model for open-channel flow is based on a set of partial differential equations, which must be solved numerically. Since in a real-time predictive control strategy the model equations must be solved many times to evaluate the effect of different control actions, the time needed to solve the equations limits the use of the physically-based model to small network instances with simple topologies. Therefore, it is a common practice to use simplified control-oriented models for real-time control.&#x0D; The first part of the thesis is focused on the development, calibration and validation of a simplified control-oriented model for water transport in combined sewer networks, taking into account three main features: accuracy, calibration ease and computational speed. The proposed model describes the flows through the most common elements and hydraulic structures present in combined sewer networks, some of which requiring the use of piecewise equations. &#x0D; Once the model equations are presented, calibration procedures to compute all the model parameters are developed. The modelling and calibration methodology is then applied to a real case study and validation results are provided. Finally, sensitivity analysis is conducted with respect to both the most relevant model parameters and the intensity of the considered rain scenarios.&#x0D; The second part of the thesis is devoted to model-based optimal control. First, the piecewise equations of the model are reformulated to obtain a general expression of the system by means of a set of linear equations and inequalities including continuous and binary variables. Using this general expression, matrix-based procedures for the formulation of Optimal Control Problems and State Estimation Problems are presented. &#x0D; Using an implementation of the case study network in a commercial sewer network simulator solving the complete physically-based model equations as virtual reality, the proposed model-based controller is evaluated. By iteratively solving State Estimation Problems and Optimal Control Problems and using the simulator to provide network measurements, a Receding Horizon Control strategy is simulated. The inclusion of State Estimation Problems in the control loop allows to perform output feedback control simulations taking into account that in a sewer network the number of available measurements is limited. Finally, a discussion of the results obtained with these simulations corresponding to different measurement availability scenarios is provided. Les xarxes de clavegueram combinades transporten conjuntament aigües residuals i aigües pluvials. En absència de pluges, tota l'aigua és conduïda cap a plantes de tractament on és degudament tractada abans de ser retornada als cossos aquàtics adjacents. En canvi, durant episodis de pluja intensa, la capacitat de la xarxa pot esdevenir insuficient donant lloc a inundacions en zones urbanes i abocaments d'aigua no tractada als medis receptors. Per tal de mitigar aquests efectes, les xarxes de clavegueram combinades acostumen a disposar de dipòsits de retenció i elements de redistribució del cabal, regulats amb la finalitat d'aprofitar al màxim la capacitat de la xarxa. En les últimes dècades s'han desenvolupat tècniques de control automàtic per a la regulació d'aquests elements d'emmagatzematge i redistribució, essent el control a temps real, global i predictiu basat en models la tècnica considerada més eficient, donat que és capaç de tenir en compte mesures instantànies del sistema i prediccions d'intensitat de pluja. En aquesta tesi, es proposa una metodologia completa per al desenvolupament d'un controlador a temps real, global i predictiu basat en model per minimitzar els efectes contaminants en xarxes de clavegueram combinades. El model físic que descriu els fluxos en canals oberts es basa en un sistema d'equacions en derivades parcials que s'ha de resoldre numèricament. Com que en una estratègia de control predictiu a temps real les equacions del model s'han de resoldre moltes vegades per avaluar els efectes de diferents accions de control, el temps necessari per resoldre les equacions limita l'ús del model físic a xarxes petites i amb topologies simples. Per tant, és una pràctica habitual utilitzar models simplificats orientats a control per al control a temps real. La primera part de la tesi es centra en el desenvolupament, calibratge i validació d'un model simplificat orientat a control del moviment de l'aigua en xarxes de clavegueram combinades, tenint en compte tres característiques principals: la precisió, la facilitat de calibratge i la velocitat computacional. El model presentat descriu el cabal a través dels elements i estructures hidràuliques més comunes en xarxes de clavegueram combinades, algunes de les quals requereixen l'ús de funcions definides a trossos. Una vegada les equacions del model han estat presentades, es desenvolupen procediments per al calibratge de tots els paràmetres del model. La metodologia de modelat i calibratge és aleshores aplicada a un cas d'estudi corresponent a una xarxa de clavegueram real i es presenten resultats de validació. Finalment, es duu a terme una anàlisi de sensitivitat respecte als paràmetres més rellevants del model i respecte a la intensitat dels escenaris de pluja considerats. La segona part de la tesi està dedicada al control òptim basat en el model. En primer lloc, les equacions definides a trossos del model són reformulades per obtenir una expressió del sistema en termes d'un conjunt d'equacions i desigualtats lineals incloent variables contínues i binàries. Usant aquesta expressió general es presenta un procediment basat en matrius per a la formulació de problemes de Control Òptim i Estimació d'Estat. Mitjançant una implementació de la xarxa del cas d'estudi en un simulador comercial de xarxes de clavegueram que resol les equacions del model físic complet com a realitat virtual, s'avalua el controlador basat en model descrit anteriorment. Resolent iterativament problemes d'Estimació d'Estat i de Control Òptim i utilitzant el simulador per obtenir mesures, se simula una estratègia de control amb horitzó lliscant. La inclusió de problemes d'Estimació d'Estat en llaç de control permet la simulació del controlador amb output feedback, tenint en compte que el nombre de mesures disponibles en una xarxa de clavegueram és limitat. Finalment, es discuteixen els resultats obtinguts en aquestes simulacions corresponents a diferents escenaris de disponibilitat de mesures" @default.
• W228980801 created "2016-06-24" @default.
• W228980801 creator A5049402635 @default.
• W228980801 date "2023-10-14" @default.
• W228980801 modified "2023-10-15" @default.
• W228980801 title "Hybrid modelling and receding horizon control of combined sewer networks" @default.
• W228980801 cites W102899448 @default.
• W228980801 cites W128955379 @default.
• W228980801 cites W1485860679 @default.
• W228980801 cites W1494001461 @default.
• W228980801 cites W1505551852 @default.
• W228980801 cites W1521963199 @default.
• W228980801 cites W1533344547 @default.
• W228980801 cites W1553939820 @default.
• W228980801 cites W1561941139 @default.
• W228980801 cites W1589221124 @default.
• W228980801 cites W1589749721 @default.
• W228980801 cites W1840577010 @default.
• W228980801 cites W1846511332 @default.
• W228980801 cites W1893461098 @default.
• W228980801 cites W1936487280 @default.
• W228980801 cites W1965324089 @default.
• W228980801 cites W1967331511 @default.
• W228980801 cites W1973157723 @default.
• W228980801 cites W1973702139 @default.
• W228980801 cites W1973902812 @default.
• W228980801 cites W1974566703 @default.
• W228980801 cites W1976110498 @default.
• W228980801 cites W1977985274 @default.
• W228980801 cites W1983768933 @default.
• W228980801 cites W1991971444 @default.
• W228980801 cites W1995363598 @default.
• W228980801 cites W1999826009 @default.
• W228980801 cites W2002866898 @default.
• W228980801 cites W2002995412 @default.
• W228980801 cites W2003574492 @default.
• W228980801 cites W2014625199 @default.
• W228980801 cites W2015539024 @default.
• W228980801 cites W2017068231 @default.
• W228980801 cites W2018410599 @default.
• W228980801 cites W2018927821 @default.
• W228980801 cites W2020311859 @default.
• W228980801 cites W2020571138 @default.
• W228980801 cites W2023599497 @default.
• W228980801 cites W2025934955 @default.
• W228980801 cites W2030148347 @default.
• W228980801 cites W2032610686 @default.
• W228980801 cites W2032942825 @default.
• W228980801 cites W2034209158 @default.
• W228980801 cites W2036431852 @default.
• W228980801 cites W2037914955 @default.
• W228980801 cites W2046887093 @default.
• W228980801 cites W2048125894 @default.
• W228980801 cites W2053185607 @default.
• W228980801 cites W2053691859 @default.
• W228980801 cites W2055545016 @default.
• W228980801 cites W2056757707 @default.
• W228980801 cites W2073787051 @default.
• W228980801 cites W2074148812 @default.
• W228980801 cites W2074477349 @default.
• W228980801 cites W2080656357 @default.
• W228980801 cites W2085620778 @default.
• W228980801 cites W2098493877 @default.
• W228980801 cites W2100787387 @default.
• W228980801 cites W2110316735 @default.
• W228980801 cites W2112004678 @default.
• W228980801 cites W2112127634 @default.
• W228980801 cites W2123663062 @default.
• W228980801 cites W2125761071 @default.
• W228980801 cites W2126784454 @default.
• W228980801 cites W2129807782 @default.
• W228980801 cites W2131098409 @default.
• W228980801 cites W2134191816 @default.
• W228980801 cites W2135894412 @default.
• W228980801 cites W2138280264 @default.
• W228980801 cites W2150530793 @default.
• W228980801 cites W2154501923 @default.
• W228980801 cites W2157455612 @default.
• W228980801 cites W2163902554 @default.
• W228980801 cites W2257481305 @default.
• W228980801 cites W2279310464 @default.
• W228980801 cites W2296319761 @default.
• W228980801 cites W2412687151 @default.
• W228980801 cites W2419211455 @default.
• W228980801 cites W2483775066 @default.
• W228980801 cites W2503718874 @default.
• W228980801 cites W2562854303 @default.
• W228980801 cites W2615520414 @default.
• W228980801 cites W2803989157 @default.
• W228980801 cites W3003314394 @default.
• W228980801 cites W3102923851 @default.
• W228980801 cites W3144639315 @default.
• W228980801 cites W599878788 @default.
• W228980801 cites W632166484 @default.
• W228980801 cites W642386015 @default.
• W228980801 cites W73890760 @default.
• W228980801 cites W815548594 @default.
• W228980801 cites W949863448 @default.
• W228980801 cites W995545841 @default.
• W228980801 cites W916614545 @default.

• next