Control adaptativo para rechazo de perturbaciones de entrada y salida de ancho de banda estrecho para un sistema CSTR no isotérmico
Autores: Sainz-García, Susana Haydee; López López, Guadalupe; Alvarado, Víctor M.; Rumbo Morales, Jesse Y.; Sarmiento-Bustos, Estela; Zatarain Durán, Omar Alí
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control adaptativo para rechazo de perturbaciones de entrada y salida de ancho de banda estrecho para un sistema CSTR no isotérmico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Esquema de control adaptativo
Perturbaciones de entrada y salida
Plantas químicas
Filtro Youla-Kucera
Principio del modelo interno
Reactores de tanque agitado continuo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un esquema de control adaptativo para enfrentar el desafío de rechazar las perturbaciones de entrada y de salida. La investigación se centra en una capa del diseño y puesta en marcha de plantas químicas. El énfasis está en manejar las perturbaciones que aparecen en una banda estrecha de frecuencias, lo cual ilustra formas estándar de perturbaciones en el tipo de sistemas aludidos. El controlador está compuesto por una estructura RS central que estabiliza la planta en lazo cerrado. Una segunda capa mejora el rendimiento de la ley de control al agregar el filtro o parametrización de Youla-Kucera (YK) y aprovechar el principio del modelo interno (IMP). Esta práctica ayuda a modelar perturbaciones desconocidas con ajuste de control en línea. Probamos el compensador resultante para tres reactores de tanque agitado continuo no isotérmicos conectados en serie. La planta debe llevar a cabo una reacción exotérmica de primer orden que consume el reactante A, mientras que una operación isotérmica se mantiene y la concentración de salida está cerca de su valor nominal. Las principales preocupaciones son la inestabilidad en lazo abierto y la multiplicidad en estado estacionario en la primera unidad de la planta. El objetivo de control es rechazar las perturbaciones de entrada y de salida en una banda de frecuencias de a , ya sea que haya variantes o no en el tiempo. Probamos el controlador con señales de entrada que representan tanto variaciones en los servicios auxiliares como cambios abruptos. Luego comparamos las ejecuciones de la ley de control resultante con un control predictivo basado en modelo (MPC). Encontramos respuestas comparables a múltiples perturbaciones. Sin embargo, el control adaptativo ofrece una entrada de control sin esfuerzo. También concluimos que el controlador adaptativo responde bien a los cambios de referencia, mientras que el MPC falla debido a las restricciones de entrada.
Descripción
Este documento presenta un esquema de control adaptativo para enfrentar el desafío de rechazar las perturbaciones de entrada y de salida. La investigación se centra en una capa del diseño y puesta en marcha de plantas químicas. El énfasis está en manejar las perturbaciones que aparecen en una banda estrecha de frecuencias, lo cual ilustra formas estándar de perturbaciones en el tipo de sistemas aludidos. El controlador está compuesto por una estructura RS central que estabiliza la planta en lazo cerrado. Una segunda capa mejora el rendimiento de la ley de control al agregar el filtro o parametrización de Youla-Kucera (YK) y aprovechar el principio del modelo interno (IMP). Esta práctica ayuda a modelar perturbaciones desconocidas con ajuste de control en línea. Probamos el compensador resultante para tres reactores de tanque agitado continuo no isotérmicos conectados en serie. La planta debe llevar a cabo una reacción exotérmica de primer orden que consume el reactante A, mientras que una operación isotérmica se mantiene y la concentración de salida está cerca de su valor nominal. Las principales preocupaciones son la inestabilidad en lazo abierto y la multiplicidad en estado estacionario en la primera unidad de la planta. El objetivo de control es rechazar las perturbaciones de entrada y de salida en una banda de frecuencias de a , ya sea que haya variantes o no en el tiempo. Probamos el controlador con señales de entrada que representan tanto variaciones en los servicios auxiliares como cambios abruptos. Luego comparamos las ejecuciones de la ley de control resultante con un control predictivo basado en modelo (MPC). Encontramos respuestas comparables a múltiples perturbaciones. Sin embargo, el control adaptativo ofrece una entrada de control sin esfuerzo. También concluimos que el controlador adaptativo responde bien a los cambios de referencia, mientras que el MPC falla debido a las restricciones de entrada.