UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN

FACULTAD DE INGENIERÍA

QUÍMICA

Ingeniería Química Industrial

Dinámica y Control de Procesos

Dr. Ángel Guillermo Zitlalpopoca Soriano

Segunda etapa del proyecto

Rafael Alejandro Granados Gil

8vo semestre, Grupo 2

Artículo: Validation of a simple kinetic modelling approach for agro-industrial waste anaerobic digesters 2015 - Chemical Engineering Journal

Función de transferencia del proceso, de la perturbación, y del controlador feedforward

G p (s )=0.1410e−0.69 s

4.2313 s+1

Gd ( s)=3.6352e−0.69 s

4.2313 s+1

K ff ( s )=−( 3.6352e−0.69 s

4.2313 s+10.1410e−0.69 s

4.2313 s+1)=−25.7816

Obtención de parámetros del controlador feedback

Se empleó el método de Ziegler-Nichols para funciones de primer orden con retraso para hallar los parámetros de los controladores. Se obtienen los parámetros de los controladores:

Método de Ziegler-Nichols con retrasok c τ I τ D

P 10.2785 - -PI 9.2507 2.2770 -

PID 12.3343 1.3800 0.3450

En la gráfica anterior se puede apreciar la comparación de los controladores sintonizados cuando hay cambios unitarios en la perturbación y no hay variaciones en el setpoint.

Línea amarilla: Controlador P

Línea morada: Controlador PI

Línea azul: Controlador PID

En base a la gráfica y las conclusiones de la etapa uno del proyecto, se opta por un controlador de tipo PI ya que proporciona una respuesta estable y no presenta desplazamientos.

Parámetros para el controlador PI:

k c=9.2507

τ I=2.2770

Uso de la estrategia feedforward

Diagrama en SimuLink del sistema empleando una estrategia de control combinada (estrategias feedback y feedforward en simultáneo):

Gráfica de la acción de los controladores:

Gráfica de la comparación de las respuestas del proceso y la perturbación antes de que se sumen las señales:

Gráfica de la respuesta de salida:

Análisis comparativo de la diferentes estrategias de control empleadas: feedback y feedback-feedforward

Diagrama en SimuLink de los sistemas de control combinado y sólo feedback:

Gráfica de la acción de los controladores:

Línea amarilla: Estrategia feedback-feedforward

Línea morada: Estrategia feedback

Gráfica de la comparación de las respuestas del proceso y la perturbación antes de que se sumen las señales:

Línea amarilla: Estrategia feedback-feedforward

Línea azul: Estrategia feedback

Gráfica de la respuesta de salida:

Línea amarilla: Estrategia feedback-feedforward

Línea morada: Estrategia feedback

Conlusión

Comparando las gráficas de las diferentes respuestas del sistema empleando estrategias de control feedback y combinada (feedback y feedforward en simultáneo) se puede observar claramente que, para este caso, el uso de la estrategia combinada conduce a una respuesta mucho más estable y con menores desviaciones que únicamente empleando la estrategia feedforward, por lo que se opta por su aplicación.