Diseño de sistemas de control óptimo y adaptivo multivariables para un Reactor Químico de descomposición de productos

Abstract

El presente estudio trata sobre el control multivariable de un reactor químico empleando sistemas de control óptimo y adaptivo multivariables. El reactor químico es del tipo enchaquetado y se usa para la descomposición de un pro­ducto A en otro producto B. El objetivo de control es controlar simultáneamente la temperatura interior del reactor y la concentración del producto B a la salida del reactor, utilizando como fuerzas de control el flujo del producto líquido A que ingresa al reactor, y el fluido de refrigeración que ingresa a la chaqueta del reactor. Por consiguiente, el reactor es un proceso multivariable cuadrado por poseer dos entradas y dos salidas, y posee un modelo dinámico no lineal. El sistema de control óptimo comprende un modelo lineal multivariable del proceso, una ley de control óptima cuadrática multivariable discreta y un observador de estados óptimo (también discreto y multivariable). El sistema de control adaptivo, además del modelo lineal del proceso, la ley de control óptima y el observador de estados multivariables, cuenta también con un estimador de parámetros que emplea la técnica de los mínimos cuadrados discreta. Los estudios de simulación en los sistemas de control diseñados van a com­probar que las fuerzas de control: flujo del producto líquido A y el fluido de refrigeración, logran estabilizar simultáneamente, cumpliendo por supuesto las especificaciones de diseño, la temperatura interior del reactor y la concentración del producto B a la salida del reactor, en presencia de cambios tipo escalón de las señales de referencia o "set-points".