Speed Control of Pipeline Pig Using the QFT Method
Contrôle de la vitesse d’un racleur grâce à la méthode de synthèse QFT
Department of Mechanical Eng., Faculty of Engineering, Yazd
University - Islamic Republic of Iran
e-mail : mirshamsi_malihe@yahoo.com - rafeeyan@yazduni.ac.ir
To provide an efficient inspection of pipeline, pigging operations must be executed at a constant speed. This paper presents an efficient and simple method based on Quantitative Feedback Theory (QFT), which is a well-known robust controller scheme, for speed control of a pig with bypass flow in a liquid pipeline. This classical-type controller commands the valve installed in the body of the pig to open or close. Then, the pig is controlled using the amount of bypass flow across its body. For this purpose, the nonlinear dynamic equation of motion of the pig is converted to a family of linear uncertain equivalent plants using Sobhani-Rafeeyan’s method (SR method). Then, for this family of uncertain equivalent plants, a QFT-type controller is synthesized. The presented method is developed for two-dimensional pipelines in two cases. The designed controllers are simulated numerically using the Simulink toolbox of the MATLAB software. The simulation results show that the designed controller can be used for speed control of the pig with good performance when it runs in the liquid pipelines.
Résumé
Pour qu’une inspection de pipeline soit efficace, l’opération de raclage doit être réalisée à vitesse constante. Cet article présente une méthode simple et efficace fondée sur la théorie QFT (Quantitative Feedback Theory), système de régulation robuste bien connu, permettant de contrôler la vitesse d’un racleur avec bypass dans un oléoduc. Ce régulateur classique commande l’ouverture ou la fermeture d’une soupape installée sur le racleur. Le racleur est ensuite contrôlé grâce au volume de fluide qui le traverse. Pour cela, l’équation dynamique non linéaire du mouvement du racleur est convertie en un ensemble de structures linéaires instables équivalentes via la méthode Sobhani-Rafeeyan (méthode SR). Puis, un régulateur de type QFT est synthétisé. La méthode présentée est conçue pour des pipelines bidimensionnels dans deux situations différentes. Le régulateur créé est simulé numériquement grâce à la boîte à outils Simulink du logiciel MATLAB. Les résultats de la simulation montrent que le régulateur peut être utilisé pour contrôler efficacement la vitesse du racleur lorsque celui-ci passe dans des oléoducs.
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