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Diseño y propuesta de implementación del control de nivel en un proceso de dos tanques acoplados mediante control predictivo
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-14) Oré Sánchez, Diego Alejandro; Sotomayor Moriano, Juan Javier
La presencia de tanques hidráulicos en actividades industriales es recurrente debido a la gran cantidad de industrias que utilizan fluidos en sus procesos de producción. Para el correcto funcionamiento de estos procesos, es necesario contar con un adecuado control del nivel para que se logre aprovechar al máximo los recursos hidráulicos. En este trabajo se desarrolla un sistema de control de nivel multivariable aplicado a una planta de dos tanques acoplados, el cual es un proceso frecuente en la industria, asimismo, para este fin, se utilizó una estrategia del control predictivo basado en modelo, denominada control predictivo por matriz dinámica. Esta investigación comienza revisando el estado del arte de las técnicas de control que se han diseñado para estos procesos basadas en teorías de control clásico, control moderno y control avanzado, entre estos últimos los controladores predictivos. Luego se presenta la base teórica del control predictivo por matriz dinámica. De igual manera, se describe el modelo matemático lineal de la planta piloto de dos tanques acoplados del Laboratorio de Control Avanzado de la PUCP el cual servirá como modelo de referencia para el diseño. Posteriormente, se procede a diseñar el controlador requerido para esta aplicación. En el proceso de sintonización de los parámetros del mismo se aplicaron dos métodos recopilados de la literatura: el clásico de Shridar y Cooper y otro basado en el algoritmo de optimización PSO. Las respectivas simulaciones están orientadas a comparar el desempeño del controlador sintonizado con cada uno de estos métodos a fin de identificar las ventajas que ofrece cada uno. Finalmente, se desarrolla una propuesta de implementación del controlador diseñado con el propósito de mostrar una forma posible de implementar el diseño obtenido en un entorno industrial.
Estudio del diseño del control de nivel en un proceso de dos tanques acoplados mediante control predictivo
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-15) Oré Sánchez, Diego Alejandro; Sotomayor Moriano, Juan Javier
El empleo de tanques hidráulicos en actividades industriales es recurrente debido a la gran cantidad de industrias que utilizan fluidos y líquidos en sus procesos de producción. Para su correcto funcionamiento es necesario contar con un adecuado control del nivel en estos depósitos para que se aprovechen al máximo los recursos hidráulicos. El presente trabajo presenta un estudio del diseño de un sistema de control multivariable aplicado a una planta de dos tanques acoplados, que representa un proceso frecuente en la industria, y en el cual se pueden utilizar estrategias de control predictivo basado en modelo. La investigación empieza revisando el estado del arte de las técnicas de control que se han diseñado para este sistema basadas en teorías de control clásico, control moderno y control avanzado, entre estos últimos los controladores predictivos. Luego se expone la base teórica del control predictivo por matriz dinámica, estrategia con la cual es factible realizar el diseño de este controlador. Posteriormente, el modelo matemático lineal de la planta estudiada es presentado pues este servirá de referencia para el controlador. Finalmente, se enuncian las conclusiones a las cuales se ha llegado a partir del estudio realizado y se proponen pautas para el diseño del controlador en cuestión a manera de recomendaciones para un trabajo futuro.