Análisis y diseño de un sistema de control en cascada utilizando técnicas de control no lineal en un reactor continuo de estericación

Abstract

Este trabajo tiene como propósito diseñar, analizar e implementar un algoritmo de control avanzado en un proceso de estericación ácida heterogénea llevada en un reactor catalítico a escala laboratorio utilizado en la producción de biodiésel. El objetivo de control consiste en regular la conversión de ácidos grasos libres manteni éndola en niveles establecidos por una referencia dada y a su vez manteniendo la estabilidad operacional del proceso, es decir, mantenerlo en una región próxima a una referencia establecida ante el efecto de alguna perturbación. Para lograr el objetivo se propuso un algoritmo con estructura de control en cascada, donde el controlador interno regula la conductividad eléctrica de la mezcla en el interior del reactor y el controlador externo regula el porcentaje de ácidos grasos libres mediante la asignación de valores de referencia de forma periódica para el controlador interno. Matemáticamente se propuso un algoritmo de control anidado con un lazo interno robusticado mediante la incorporación de un observador de alta ganancia y para el diseño del lazo externo se eligió un enfoque constructivo de atraso (backstepping ). Además del diseño teórico se llevo a cabo un análisis de estabilidad del proceso con el objetivo de identicar las regiones para las cuales el control es estable y operacional. Teóricamente se logró el objetivo de control y se observaron ventajas comparados con técnicas tradicionales comprobandose la hipótesis.