Estudio y aplicación de técnicas de control multivariable. Control predictivo PDF Download
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Author: Ana Maria Santillana Diego
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Author: Ana Maria Santillana Diego
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Author: Diego Massaccesi
Publisher: Diego Massaccesi
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Category : Technology & Engineering
Languages : es
Pages : 264
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En la industria moderna, dentro del área de control y automatización, ocurren cambios en los aspectos químicos y físicos de sustancias incluyendo parámetros como: el flujo, nivel, presión, temperatura, densidad y volumen. Hay varios procesos semejantes en sus bases, pero no idénticos. Para llevarlos a cabo en la manufactura se utilizan diversos dispositivos como: sensores, transmisores y controladores que van acompañados de una lógica de control para poder interactuar entre ellos con las distintas variables involucradas. Algunos procesos no requieren una lógica de control muy compleja, esos procesos operan con gran éxito con un alto rango de tolerancia con técnicas clásicas. Sin embargo, algunos procesos más complejos requieren lógicas de control modernas tales como Modelo de control Interno y Control Predictivo. Aquí se desarrolla desde un punto de vista comparativo esas técnicas modernas sin pasar por alto el clásico PID.
Author: Paul Antonio Velásquez Roug
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En la presente tesis de Maestría en Ciencias con Especialidad en Automatización se desarrolla un sistema de control multivariable adaptivo predictivo aplicado a sistemas con dinámicas variantes en el tiempo. Hoy en día existen procesos en la industria que son controlados con controladores convencionales haciendo suposiciones de linealidad, invarianza en el tiempo e interacciones de una entrada una salida. Estas suposiciones dan lugar a una serie de consecuencias que para ciertos procesos pueden ser aceptables, pero no para otros. Es por esta razón que es necesario encontrar una forma de hacer frente a las características dinámicas complejas de muchos procesos donde las relaciones dinámicas son entre múltiples variables con comportamientos no lineales y/o variantes en el tiempo. Una forma de realizarlo es mediante el uso de controladores que se adapten en línea a los cambios que pueden existir en un proceso, ya sean de no linealidad o de varianza en el tiempo y que además puedan predecir el comportamiento de un proceso con el fin de tomar acciones de forma temprana. En el presente trabajo de tesis se realiza una investigación e implementación de un esquema de control multivariable adaptivo predictivo como alternativa de solución a los problemas de no linealidad, varianza en el tiempo e interacciones de múltiples variables presentes en los sistemas dinámicos. Así se presenta el desarrollo completo de un controlador multivariable adaptativo predictivo para procesos representados a través de un modelo ARIMAX (Auto-Regresivo con variable exógena). Se muestran simulaciones de desempeño del algoritmo para un sistema MIMO 3x2, en escenarios de prueba con ruido y sin ruido. Se establecen a partir de éstas, criterios de ajuste para controladores multivariables adaptivos predictivos y posteriormente se elaboran las conclusiones resultantes de la presente investigación.
Author: Sergio Nicolás Gonzales Lecaros
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Author: Antonio Salinas Martínez
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En este trabajo de investigación se desarrollaron dos controladores modulares con estrategia adaptativa – predictiva, uno para el caso de sistemas con una entrada – una salida (SISO por sus siglas en inglés “Single Input – Single Output”) y otro para el caso de sistemas con múltiples entradas – múltiples salidas (MIMO por sus siglas en inglés “Multiple Input – Multiple Output”). En el presente trabajo se exponen los conceptos básicos de la estrategia CAP para sistemas SISO y sistemas MIMO, haciendo énfasis en la implementación específica que se realizó. Se muestran los resultados obtenidos al implementar las estrategias en distintos procesos con diversas dinámicas de interés para un investigador en el área de control. Estos resultados están basados en distintas pruebas como cambios en referencia, dinámicas variantes en el tiempo, ruido en la señal de control y distintos horizontes de predicción. La finalidad central de este trabajo es de validar el desempeño del esquema de control multivariable propuesto, utilizando sistemas simulados en la plataforma AspenTech HYSYS como nuevo concepto de prueba, la cual permita representar modelos dinámicos de una forma más realista tomando en cuenta las diversas ecuaciones físicas, químicas y matemáticas que rigen su comportamiento.
Author: Joel Castillo Gómez
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Languages : es
Pages : 168
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En este trabajo de tesis se implementó un controlador adaptativo predictivo modular y reconfigurable en una plataforma tecnológica de programación. Dichas características permiten aplicar el controlador en diversos sistemas o aplicaciones de control. La motivación de realizar este trabajo de tesis surge de la necesidad de tener sistemas de control que cada vez cumplan mejor los objetivos de control ya que los sistemas convencionales, como el PID, en ocasiones no cumplen con los estándares de calidad requeridos para las aplicaciones industriales. Además, con la teoría de control clásico avanzada y la llegada de la computadora como sistema digital surge la posibilidad de aplicar dicha teoría en sistemas discretos. Una de estas tecnologías relativamente nuevas es el control adaptativo predictivo experto. Dicha estrategia tiene fundamento en la estrategia de control predictivo pero incorpora la adaptación en línea del controlador y el conocimiento experto del sistema en el que se aplique el controlador. En el presente trabajo se exponen los conceptos básicos de esta estrategia de control haciendo énfasis en la implementación específica que se realizó. La implementación realizada se basa en el control adaptativo predictivo, pero se realizó una mejora al introducir el tiempo de retardo como parámetro del controlador. Aunque no se implementó el componente experto como parte del controlador, éste se desarrolló en una plataforma tecnológica que permitirá modificar el controlador en trabajos futuros. Posteriormente se muestra la implementación del controlador y su interfaz gráfica que permite configurar el controlador para diversas aplicaciones. Adicionalmente, se presentan al lector una serie de aplicaciones de control en simulación utilizando el controlador desarrollado mostrando algunas características importantes de su comportamiento ante la variación de los parámetros del controlador. El objetivo de estas pruebas no es mostrar que el control adaptativo predictivo experto es mejor que otras estrategias de control, pues éste tema en particular ya ha sido abordado en otros estudios de tesis, por ejemplo en [14]. Con éstas aplicaciones se valida la implementación modular y la mejora del algoritmo en su manejo del tiempo muerto. Las aplicaciones realizadas consisten en el control de un sistema de primer orden y de un sistema de fase no mínima con la estrategia de control adaptativo predictivo. También se introduce la aplicación del controlador desarrollado en una estrategia de control avanzado conocida como Cascada, permitiendo observar la ventaja de la modularidad del controlador. El trabajo desarrollado es innovador ya que permite la exploración de diversas estrategias de control tal como la estrategia cascada, pues permite la extensión en las aplicaciones al uso de dos o más controladores basados en la estrategia de control adaptativo predictivo.
Author: Mario Francisco Sutil
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Languages : es
Pages : 204
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En esta tesis se propone una metodología de diseño simultáneo de procesos y sistemas de control, también denominado diseño integrado, basada en normas de funciones de transferencia del sistema en lazo cerrado, que proporciona plantas óptimas en cuanto a costes y controlabilidad y tiene la ventaja de reducir la carga computacional con respecto a otras técnicas similares. Se trata de una metodología sencilla, de fácil aplicación a partir de la teoría de control clásica, y que utiliza algoritmos de optimización típicos como la Programación Secuencial Cuadrática (Sequential Quadratic Programming, SQP) u otros algoritmos multiobjetivo y estocásticos. El controlador que se ha seleccionado para implementar las técnicas de diseño integrado es el control predictivo basado en modelos (Model Predictive Control, MPC), ya que tiene una serie de características muy apropiadas para el proceso de fangos activados, como por ejemplo el tratamiento de restricciones y de sistemas multivariables, así como un funcionamiento bastante intuitivo. La metodología propuesta incluye aspectos de robustez a partir de regiones de incertidumbre poliédrica de fácil determinación, y puede aplicarse a la síntesis o determinación de la estructura de la planta.
Author: Diana Milena Gaitán Rodríguez
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[CASTELLÀ] El uso de elementos electrónicos en las aplicaciones industriales está en constante crecimiento debido a las ventajas que éstos presentan en términos del control del comportamiento de sistemas. Dicho esto, el incremento de cargas no lineales ha sido inevitable, repercutiendo directamente en el aumento de las distorsiones de corriente y voltaje presentes en la redes de distribución, provocando pérdidas significativas, empeorando el factor de potencia, y, en últimas, reduciendo la calidad de la energía eléctrica. Con el ánimo de solventar este tipo de inconvenientes, se han implementado diversos métodos que compensen el impacto de las cargas no lineales pero se ha encontrado que su comportamiento puede llegar a acarrear problemas adicionales. Un ejemplo de esto son los arreglos de condensadores y los conocidos filtros pasivos. Sin embargo, la implementación de filtros activos, han tenido una gran acogida en losúltimos años debido a que sus características dinámicas permiten la adaptación a las necesidades del sistema a compensar. Es por esto que el desarrollo de controladores que permitan dominar el comportamiento de los filtros activos se ha convertido en una necesidad inherente al crecimiento industrial, y actualmente existen una gran diversidad de métodos que pueden ser implementados para ello. A lo largo de este Trabajo de Fin de Máster (TFM) se desarrollan las simulaciones de dos tipos de control para un sistema que cuenta con un filtro activo en paralelo (SAPF) a una carga no lineal: el Control en el marco de referencia y el Control Predictivo basado en el Modelo del sistema (MPC). Estos son comparados con la intención de definir cuál genera mejores resultados en cuanto a la calidad de energía, prestando especial atención a la tasa de distorsión armónica (THD) obtenida, para el esquema simulado de un banco de pruebas experimentales desarrollado por el grupo de investigación SEPIC de la UPC. Los resultados obtenidos permiten concluir que, aunque los dos tipos de controladores presentados compensan el contenido armónico introducido por la carga no lineal del sistema cumpliendo con la normativa asociada a sistemas que requieren potencia, solamente el MPC lo realiza de una manera precisa, lo cual esta asociado a que al tener una función de coste que integra tanto las variables como las restricciones que deben ser tenidas en cuenta, realiza de forma autónoma los cálculos que optimizan el comportamiento del SAPF para el objetivo planteado.
Author: P. Albertos Pérez
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9781852337384
Category : Language Arts & Disciplines
Languages : en
Pages : 362
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This book focuses on control design with continual references to the practical aspects of implementation. While the concepts of multivariable control are justified, the book emphasizes the need to maintain student interest and motivation over exhaustively rigorous mathematical proof.
Author: Benjamin Bradu
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