Un Sensor Suave para la Estimación de la Tasa de Flujo en un Proceso de Flujo Usando Métodos de Colocación de Polos y Filtros de Kalman
Autores: Navada, Bhagya R.; Venkata, Santhosh K.; Rao, Swetha
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un Sensor Suave para la Estimación de la Tasa de Flujo en un Proceso de Flujo Usando Métodos de Colocación de Polos y Filtros de Kalman
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Sensor suave
Estimación de flujo
Colocación de polos
Filtro de Kalman
Diseño de observador
Comparación de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo informa sobre el diseño de un sensor suave para la estimación del flujo de entrada a la válvula de control en un proceso de flujo. El objetivo del trabajo propuesto es diseñar y comparar el rendimiento de los observadores basados en colocación de polos y en el filtro de Kalman. El observador está diseñado para estimar el flujo de entrada a partir del flujo de salida medido. Se deriva un modelo matemático para la planta física considerada utilizando la técnica de identificación de sistemas. Se diseña un observador utilizando los métodos de colocación de polos y filtro de Kalman a partir del modelo de planta derivado. El observador obtenido se implementa en un sistema real para la estimación de la tasa de flujo de entrada. Los resultados obtenidos de los observadores diseñados se analizan para seleccionar el mejor observador. La comparación del rendimiento basada en los resultados del filtro de Kalman y el método de colocación de polos de los observadores muestra que el primero es más preciso, mientras que el tiempo de cálculo es menor en el segundo. Los resultados logrados del sensor suave diseñado se verifican utilizando un caudalímetro electromagnético, y los resultados tienen un error porcentual cuadrático medio de 0.79%.
Descripción
Este artículo informa sobre el diseño de un sensor suave para la estimación del flujo de entrada a la válvula de control en un proceso de flujo. El objetivo del trabajo propuesto es diseñar y comparar el rendimiento de los observadores basados en colocación de polos y en el filtro de Kalman. El observador está diseñado para estimar el flujo de entrada a partir del flujo de salida medido. Se deriva un modelo matemático para la planta física considerada utilizando la técnica de identificación de sistemas. Se diseña un observador utilizando los métodos de colocación de polos y filtro de Kalman a partir del modelo de planta derivado. El observador obtenido se implementa en un sistema real para la estimación de la tasa de flujo de entrada. Los resultados obtenidos de los observadores diseñados se analizan para seleccionar el mejor observador. La comparación del rendimiento basada en los resultados del filtro de Kalman y el método de colocación de polos de los observadores muestra que el primero es más preciso, mientras que el tiempo de cálculo es menor en el segundo. Los resultados logrados del sensor suave diseñado se verifican utilizando un caudalímetro electromagnético, y los resultados tienen un error porcentual cuadrático medio de 0.79%.