Sejak abad ke-20, banyak paip saluran telah dibina dan digunakan untuk tujuan penghantaran cecair atau gas. Kerosakan dalam paip saluran akan mendatangkan kesan yang teruk dari segi ekonomi dan juga kepada alam sekitar. Kebocoran dalam paip saluran merupakan kerosakan utama dalam paip saluran pada masa kini. Pengesanan kebocoran dalam paip saluran merupakan satu masalah yang sangat rumit kerana kebanyakan kebocoran adalah kecil dan susah dikesan oleh teknik pengesanan yang ada pada masa kini. Objektif utama projek ini adalah untuk menentukan keberkesanan rekaan pemerhati dan LQR (pengatur kuadratik linear) dalam pengesanan kebocoran dan kemudian membandingkan keberkesanan untuk kedua-dua kaedah itu. Kaedah berdasarkan model dinamik telah digunakan dan diuji dalam projek ini. Satu model matematik untuk model paip saluran dihasilkan dengan menggunakan persamaan momentum, persamaan keselanjaran dan kaedah ciri-ciri. Ukuran pada kedua-dua hujung paip saluran digunakan sebagai input kepada pemerhati dan LQR. Rekaan pemerhati dan LQR digunakan untuk untuk menganggarkan tafsiran keadaan kebocoran di dalam paip saluran. Pemerhati menggunakan input dan isyarat output untuk menghasilkan anggaran keadaan. Kemudian, anggaran keadaan itu digunakan untuk menutup loop kawalan. LQR ialah satu pengawal maklum balas keadaan dengan tujuannya untuk mengendalikan system dinamik dengan kos minimum. Simulasi-simulasi dibuat dalam MATLAB dengan rekaan pemerhati dan LQR. Melalui keputusan simulasi, ia dengan jelas menunjukkan kedua-dua rekaan pemerhati dan LQR boleh digunakan untuk pengesanan kebocoran dan rekaan pemerhati adalah lebih berkesan ataupun dalam perkataan yang lain, ia boleh menghasilkan keputusan yang lebih dekat dengan model matematik paip saluran.
_________________________________________________________________________________________
Many pipelines have been built and used during the past few decades for the purpose of fluid or gases transportation. A fault in pipeline will causes serious effects not only in the aspect of economic but also to the environment. Leakage in a pipeline is the major fault in pipeline nowadays. The leakages detection in a pipeline is a very complex problem as many leakages are small and will go unnoticed by today‟s leak detection technology. The objectives of this project are to determine the effectiveness of observer design and linear-quadratic regulator (LQR) for leak detection and then compare the effectiveness between both methods. Dynamic model based method is used and tested in this project. A mathematical model of the pipeline model is developed using momentum equation, continuity equation and method of characteristic. The head measurements at the two pipeline extremes are used as the input to both the observer and LQR. The observer design and LQR are used for state estimation of leakage within the pipeline. Observers use the plant input and output signals to generate an estimate of the plant‟s state, which is then employed to close the control loop. LQR is a state-feedback controller with objective to operate a dynamic system at minimum cost. Simulations are made in MATLAB with the observer design and LQR. Through the simulation results, it is clearly shown that both the observer design and LQR can be used for leakage detection and observer design is more effective than LQR or in other words, observer design can produced results which are closer to the mathematical model of the pipelines compared to LQR.
Leak detection in pipeline system_Koo Yeong Chin_E3_2011_875003946_00003089502_NI