Tesis de maestría
Control de Procesos Multivariables de Alto Orden con Dinámicas Disímiles-Edición Única
Fecha
2002-05-01Autor
Jasso Córdoba, Fausto Maurillo
Institución
Resumen
El control multivariable en procesos que cuentan con tiempos muertos muy distintos es normalmente una tarea difícil. Una de las estrategias para controlar este tipo de procesos es IMC (Infernal Model Control). Sin embargo, debido a que el IMC depende ampliamente de la exactitud en la identificación del proceso real, y los modelos que representan al proceso son en la mayoría de los casos ecuaciones de primer orden, la calidad en el desempeño del sistema de control se ve reducida. Aunado a lo anterior, en IMC es necesario invertir el modelo de los procesos, esto provoca que cuando se trabaja con procesos que incluyen tiempo muerto es necesario remover la parte que representa al tiempo muerto, decrementando aún más la calidad del sistema.
Otra opción para el control de procesos multivariables es controlando a cada proceso de manera independiente, como un sistema SISO. La desventaja aquí es que la señal de salida del lazo es afectada por una señal de perturbación provocada por la interacción de otros lazos. Para este problema se emplea una etapa de desacoplamiento, que consiste en la implementación de bloques(desacopladores) a las entradas del proceso, cuyo objetivo es la cancelación del efecto provocado por la interacción de otro lazo.
Pero cuando el grado de interacción entre los lazos es muy fuerte, o los tiempos muertos en los procesos de la matriz son muy disímiles, el desempeño de los bloques de desacoplamiento es muy pobre, esto es muchas veces debido a la imprecisión de los modelos con los que el desacoplador es diseñado, o a la mala aproximación del tiempo muerto que se usa.
En este trabajo, se propone el uso de modelos de segundo orden en los desacopladores para de esta manera mejorar su desempeño. En cuanto al control mediante el uso de la estructura IMC, se pretende minimizar los factores que provocan las desventajas en su aplicación, como por ejemplo la pobre calidad en la identificación de la planta. Además, se usa una aproximación para el tiempo muerto, que a diferencia de la aproximación de Padé, carece de ceros en el lado derecho, es decir, el modelo de la planta podrá ser invertido sin ningún problema.
Con estas nuevas herramientas de identificación, se evalúa la calidad en el control de procesos multivariables con dinámicas disímiles y se compara con las estrategias de control tradicionales, las cuales emplean modelos de primer orden y omiten en muchos casos la representación del tiempo muerto. Esto podría mejorar en gran medida la calidad en sistemas de control multivariable de procesos con dinámicas disímiles y acopladas.
Los resultados de control son únicamente simulados. Para dichas simulaciones, se emplea el paquete informático simulink.