Control of a fermentator for the aerobic growth of saccharomyces cerevisiae by an adaptive type-2 fuzzy logic controller

Abstract

I controllori a logica fuzzy (FLCs) costituiscono una facile alternativa al controllo di sistemi che hanno un comportamento fortemente non lineare, facendo uso di fuzzy sets e di una logica fuzzy del 1° tipo. A dispetto della loro popolarità però, la ricerca ha mostrato come FLCs di 1° tipo, abbiano difficoltà a gestire e a minimizzare le incertezze presenti in un sistema. Una più grande complessità dei sistemi a logica fuzzy di 2° tipo rispetto quelli del 1° tipo, permette di gestire e conseguentemente di minimizzare gli effetti di una varietà di incertezze che non può essere direttamente gestita da FLS del 1° tipo. In questo lavoro si è considerato l’uso di un FLS del 2° tipo per il controllo adattivo di un bireattore nel quale avviene la fermentazione aerobica alcoolica per la crescita del Saccaromyces Cerevisiae. Il processo è caratterizzato da 2 biforcazioni sella-nodo. Il sistema può diventare instabile per variazioni dei parametri del processo e le biforcazioni possono anche creare delle nuove condizioni operative che sebbene stabili sono inaccettabili da un punto di vista del processo. La performance del controllore adattivo FLC di 2° tipo proposto, con riferimento alle incertezze dei parametri del processo e ai disturbi, è confrontato con la performance di un FLC di 2° tipo con un numero maggiore di regole.