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Model identification and comparative evaluation of PID controller tuning methods for a catalytic regeneration process in Scilab-XCOS
Identificación de modelo y evaluación comparativa de métodos de sintonización de controlador PID para proceso de regeneración catalítica en Scilab-XCOS
Registro en:
10.54139/revinguc.v28i1.19
Autor
Lanza , Gerardo
Arteaga-Bravo , Francisco
Institución
Resumen
In this paper, model identification and feedback control are presented for a catalytic regeneration process, having as controlled variable the temperature of the catalyst layer. To represent the system, an approximate first-order model, obtained by identification methods is used. Two methods are used for PID controller tuning, a direct synthesis method and an organized approximate trial and error method. The first one requires the precise determination of the dominant characteristics of the process based on identification techniques, while the second one is an improvement-extension of the original Ziegler-Nichols method, taking as an essential condition that to have a well-tuned loop there must be a predictable relationship between the period of oscillation and the integral time. These procedures are applicable to control loops with self-regulated processes using proportional integral controller. A comparative analysis of these methods is developed and the simulations are performed in Scilab-XCOS. Conclusions are established on the method that is more appropriate for PID Controller tuning based on the simulations performed. En este trabajo se presenta la identificación de modelo y el control por realimentación de un proceso de regeneración catalítica, teniendo como variable controlada la temperatura de la capa de catalizador. Para representar el sistema se utiliza un modelo aproximado de primer orden, obtenido por métodos de identificación. Para la sintonización del controlador PID se utilizan dos métodos, un método de síntesis directa y un método organizado aproximado de ensayo y error. El primero requiere la determinación precisa de las características dominantes del proceso en base a técnicas de identificación, mientras que el segundo es una mejora-extensión del método original de Ziegler-Nichols, tomando como condición esencial que para tener un lazo bien sintonizado debe existir una relación predecible entre el periodo de oscilación y el tiempo integral. Estos procedimientos son aplicables a lazos de control con procesos autorregulados usando controlador proporcional integral. Se desarrolla un análisis comparativo de estos métodos y las simulaciones se efectúan en Scilab-XCOS. Se establecen conclusiones sobre el método que resulta más apropiado para la sintonización del controlador PID en base a las simulaciones realizadas.