Diseño, simulación y comparación de controles centralizados basados en el método de Davison para un sistema MIMO no-cuadrado aplicado al proceso reactor-separador-reciclador

Tutillo Celi, Norma Elizabeth
Revelo Carranco, Jefferson Javier

2019-07-09T18:45:57Z

Revelo Carranco, J. J. & Tutillo Celi, N. E. (2019). Diseño, simulación y comparación de controles centralizados basados en el método de Davison para un sistema MIMO no-cuadrado aplicado al proceso reactor-separador-reciclador. 125 hojas. Quito : EPN.
T-IE/4899/CD 9794

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Herrera Garzón, Marco Antonio, director

The present work proposes to design, compare and simulate centralized controllers based on the Davison method, applied to a non-square multivariable reactor-separator-recycler system, with a more number of inputs than outputs. The system is mainly composed by a heat exchanger, a reactor and a flash distillation column. By means of the corresponding differential equations, the mathematical model of the reactor-separator-recycler system is obtained. Centralized control structures are applied based on different methods: PID type, Smith delay compensator, and gain scheduling control. These controllers to reduce the dynamic interactions and the effect of the disturbances in a range of 0 % to 7%, maintaining the final concentration of the product constant. The proposed control schemes were tested for disturbances in the initial concentration, the flow and the initial temperature of the reagent. Their performance is evaluated and compared with other control techniques through the IAE and ITAE indexes.

El presente trabajo de titulación diseña, compara y simula controles centralizados basados en el método de Davison, aplicado al sistema reactor-separador-reciclador multivariable no cuadrado, con mayor número de entradas que salidas. El sistema se compone principalmente de un intercambiador de calor, un reactor y una columna de destilación flash, mediante las ecuaciones diferenciales correspondientes, se obtiene el modelo matemático del sistema reactor-separador-reciclador. Se aplican estructuras del control centralizado que se basan en los controladores que son: tipo PID, controladores basados en el compensador de retardo Smith, y control por ganancias tabuladas, que permiten disminuir las interacciones dinámicas y el efecto de las perturbaciones en un intervalo del 0% al 7%, conservando constante la concentración final del producto. Los controladores propuestos se probaron ante perturbaciones en la concentración inicial, el flujo y la temperatura inicial del reactivo, el desempeño es evaluado y comparado con otras técnicas de control mediante los índices de rendimiento IAE, e ITAE. Se utiliza el software de simulación MATLAB® para implementar, simular y visualizar los resultados, mediante una interfaz gráfica realizada en App Designer.

CONTROL AUTOMÁTICO; PROCESO INDUSTRIAL; RECICLAJE;