Integral windup resetting enhancement para el control de modo deslizante de procesos químicos con retraso prolongado
Autores: Prado, Alvaro Javier; Herrera, Marco; Dominguez, Xavier; Torres, Jose; Camacho, Oscar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Integral windup resetting enhancement para el control de modo deslizante de procesos químicos con retraso prolongado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Efectos
Fenómeno de enrollamiento
Controladores integrales
Algoritmos de control anti-enrollamiento
Control de modo deslizante
Procesos químicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los efectos del fenómeno de rebote afectan el rendimiento de los controladores integrales comúnmente encontrados en procesos industriales. En particular, los problemas de rebote son críticos para controlar sistemas variables y con retardos prolongados, ya que pueden no corregirse a tiempo por la acumulación de errores de seguimiento y la saturación de los actuadores. Este trabajo introduce dos algoritmos de control anti-rebote para un marco de control de modo deslizante (SMC) para restablecer rápidamente la acción de control integral en el modo discontinuo sin inhibir la robustez del sistema de control global contra perturbaciones. Los algoritmos propuestos tienen como objetivo anticipar y dirigir el error de seguimiento hacia la región de origen de la superficie deslizante basándose en una función logística anti-saturación y una acción de compensación robusta alimentada por variaciones en la salida del sistema. Los resultados experimentales muestran la efectividad de los algoritmos propuestos cuando se aplican a dos procesos químicos, es decir, (i) un Tanque de Mezclado de Altura Variable (VHMT) y (ii) un Reactor de Tanque Agitado Continuo (CSTR) con un retardo prolongado variable. El rendimiento del control de los enfoques anti-rebote propuestos ha sido evaluado bajo diferentes cambios de referencia y perturbaciones, demostrando que el rendimiento del control de seguimiento en presencia de perturbaciones se mejora hasta un 24.35% en términos del Error Cuadrático Integral (ISE) y hasta un 88.7% en cuanto al Error Cuadrático Integral de Tiempo (ITSE). Finalmente, los resultados de la metodología propuesta demostraron que el exceso de energía acumulativa por la saturación del actuador podría reducir los recursos del proceso y también prolongar la vida útil del actuador.
Descripción
Los efectos del fenómeno de rebote afectan el rendimiento de los controladores integrales comúnmente encontrados en procesos industriales. En particular, los problemas de rebote son críticos para controlar sistemas variables y con retardos prolongados, ya que pueden no corregirse a tiempo por la acumulación de errores de seguimiento y la saturación de los actuadores. Este trabajo introduce dos algoritmos de control anti-rebote para un marco de control de modo deslizante (SMC) para restablecer rápidamente la acción de control integral en el modo discontinuo sin inhibir la robustez del sistema de control global contra perturbaciones. Los algoritmos propuestos tienen como objetivo anticipar y dirigir el error de seguimiento hacia la región de origen de la superficie deslizante basándose en una función logística anti-saturación y una acción de compensación robusta alimentada por variaciones en la salida del sistema. Los resultados experimentales muestran la efectividad de los algoritmos propuestos cuando se aplican a dos procesos químicos, es decir, (i) un Tanque de Mezclado de Altura Variable (VHMT) y (ii) un Reactor de Tanque Agitado Continuo (CSTR) con un retardo prolongado variable. El rendimiento del control de los enfoques anti-rebote propuestos ha sido evaluado bajo diferentes cambios de referencia y perturbaciones, demostrando que el rendimiento del control de seguimiento en presencia de perturbaciones se mejora hasta un 24.35% en términos del Error Cuadrático Integral (ISE) y hasta un 88.7% en cuanto al Error Cuadrático Integral de Tiempo (ITSE). Finalmente, los resultados de la metodología propuesta demostraron que el exceso de energía acumulativa por la saturación del actuador podría reducir los recursos del proceso y también prolongar la vida útil del actuador.