Diseño Simultáneo de Procesos y su control usando Teoría de Conjuntos
DOI:
https://doi.org/10.15665/rp.v13i1.355Palabras clave:
Diseño Simultáneo, Modelo Semifísico de Base Fenomenológica, Métodos de Teoría de Conjuntos en Control, Problema de referencia CSTR.Resumen
En el diseño simultáneo de proceso se diseña al mismo tiempo el proceso y su sistema de control. En este artículo
se presenta una metodología para el diseño simultáneo, basada en los Métodos de Teoría de Conjuntos en Control.
En estos métodos además de verificar que la propiedad de controlabilidad se cumpla, es posible cuantificar
la controlabilidad y por tanto, complementa el tratamiento clásico para la verificación de la propiedad de controlabilidad.
La metodología propuesta se aplica con éxito al conocido problema de referencia (benchmark) del CSTR,
y se observa que después de aplicada la metodología, se debe disminuir el volumen del reactor, con el fin de tener
un mejor valor del indicador de controlabilidad, que se evidencia en un mejor desempeño del lazo cerrado.
Citas
J. J. Downs and S. Skogestad, An industrial and academic
perspective on plantwide control, Annual Reviews in
Control, vol. 35, no. 1, pp. 99–110, Apr. 2011.
V. Sakizlis, K. Vakamudi, A. Coward, and I. Mermans,
Advanced process control in the plant engineering and construction
phases, Hydrocarb. Process, no. 10, pp. 49–56, 2010.
P. Seferlis and M. Geordiadis, The integration of Process
Design Principles: Synthesis Analysis and Design, E.
Sciencie, Ed., 2004.
M. Franscico and P. Vega, Diseño integrado de procesos
de depuración de aguas utilizando control predictivo
basado en modelos, RIAI, vol. 3, pp. 88–98, 2006.
W. Luyben, The Integration of Process Design and Control,
st ed., P. Seferlis and M. Georgiadi, Eds., 2004.
A. Alzate and L. Gomez, Estado del arte sobre diseño simultáneo
de procesos: Revisión sistemática de la literatura,
th Latinamerican Control Conference CLCA 2012, 2012.
Z. Yuan and B. Chen, State-of-the-Art and Progress in
the Optimization-based Simultaneous Design and Control,
Chemical Processes, vol. 58, no. 6, 2012.
M. Sharifzadeh, Chemical Engineering Research and
Design Integration of process design and control: A review,
ICheM, vol. 1, no. May, pp. 2515–2549, 2013.
P. Vega, R. Lamanna de Rocco, S. Revollar, and M.
Francisco, Integrated design and control of chemical processes
– Part I: Revision and classification. Computers &
Chemical Engineering, vol. 71, pp. 602–617, 2014.
S. Skogestad,“Computers & Chemical Engineering
Self-optimizing control : the missing link between steadystate
optimization and control, Computers & Chemical
Engineering, vol. 24, pp. 569–575, 2000.
C. Smith and A. Corripio, Control Automatico de Procesos,
N. Limusa, Ed., 1991.
R. Kalman, On the general theory of control system,
First IFAC Congress, pp. 481–492, 1960.
F. Blanchini and S. Miani, Set-Theoretic Methods in Control,
st ed., Birkhäuser, Ed., 2008.
E. Kerrigan and J. Maciejowski, Invariant sets for
constrained nonlinear discrete-time systems with application
to feasibility in model predictive control, Proceedings
of the 39th IEEE Conference on Decision and Control, vol. 5,
pp. 4951–4956, 2000.
J. Bravo, D. Limon, T. Alamo, and E. Camacho, On the
computation of invariant sets for constrained nonlinear
systems: An interval arithmetic approach, Automatica, vol.
, no. 9, pp. 1583–1589, Sep. 2005.
D. Limon, J. M. Bravo, T. Alamo, and E. F. Camacho,
Robust MPC of constrained nonlinear systems based on
interval arithmetic, 2005.
J. C. Calderón, Nonlinear state space controllability:
Set theory vs differential geometry, 15th Latinamerican Control
Conference CLCA 2012, 2012.
R. Hermann and A. J. Krener, Nonlinear Controllability
and Observability, IEEE Trans. Aut. Contr, vol. 5, pp.
–740, 1977.
E. D. Sontag and Y. Wang, Pole shifting for families of
linear systems depending on at most three parameters, Linear
Algebra and its Applications, vol. 137-138, pp. 3–38,
Aug. 1990.
A. Isidori, Nonlinear Control Systems, 3rd ed., Springer,
Ed. Springer, London, 1995.
E. Sontag, Mathematical Control Theory. Deterministic
Finite-Dimensional Systems, 2nd ed., Springer-Verlag, Ed.
Springer-Verlag, New York, USA, 1998.
E. Kerrigan, Robust Constraint Satisfaction: Invariant
Sets and Predictive Control, Doctoral Thesis, Cambridge,
United Kingdom, 2000.
A. Kurzhanskiy and P. Varaiya, Reach set computation
and control synthesis for discrete-time dynamical
systems with disturbances, Automatica, vol. 47, no. 7, pp.
–1426, Jul. 2011.
M. Althoff, B. H. Krogh, and O. Stursberg, Modeling,
Design, and Simulation of Systems with Uncertainties,
L. M. Gómez, Una Aproximación al Control de los Procesos
por Lotes, Tesis Doctoral, Universidad de San Juan,
Argentina, 2009.
H. Alvarez, R. Lamanna, P. Vega, and S. Revollar, Metodología
para la Obtención de Modelos Semifísicos de
Base Fenomenológica Aplicada a una Sulfitadora de Jugo
de Caña de Azúcar, RIAI, vol. 6, pp. 10–20, 2009.
W. Bequette, Process Dynamics: Modeling, Analysis and Simulation,
P. Hall, Ed. Pretince Hall, New Jersey, USA, 1998.
——, Behavior of a CSTR with a recirculating jacket
heat transfer system. Proceedings of the American Control
Conference. Anchorage, AK., 2002.
Descargas
Número
Sección
Licencia
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as ceden los derechos de autor y dan a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).
Instrucciones para el llenado de la Certificación de Originalidad y la Cesión de Derechos de Autor.
- Haga click aquí y baje el formulario de Certificación de Originalidad y la Cesión de Derechos de Autor.
- En cada uno de los campos para rellenar haga click y complete lo correspondiente.
- Una vez llenos los campos, copie al final su firma escaneada o firma digital. Favor ajustar el tamaño de la firma en el formulario.
- Finalmente, lo puede guardar como pdf y enviarlo a través de la palataforma OJS, como archivo complementario.
Si tiene dudas contáctenos, por favor.
