Caso de estudio metodología ganancia relativa: control multibucle de un tanque de mezclado (Matlab)

Antonio Sala, UPV

Dificultad: *** ,       Relevancia: ,      Duración: 10:53

Resumen:

Este vídeo ilustra el funcionamiento de la metodología de ganancia relativa para selección de emparejamiento discutida en el vídeo [ectmb].

Se pone como ejemplo el modelo de tanque de mezclado, modelado en el vídeo [modmix], cuya linealización se discute en el vídeo [linmix]. Al modelo se le ha añadido un retardo en la salida de la concentración para aproximar dinámica del sensor y tiempo de mezclado. Nota: en aplicaciones reales, dependiendo de la velocidad de la agitación y de la viscosidad de los reactivos, dicha dinámica puede tener un retardo o constantes de tiempo que influyan durante una parte significativa del transitorio, y que dificulten el control preciso de la concentración.

Nota: si se desea una aproximación más sencilla a un proceso de mezclado, el emparejamiento RGA en un mezclado “estático” (instantáneo, sin dinámica) se discute en el vídeo [mzrga]; se recomienda la visualización previa de ese vídeo para una mejor comprensión de los procesos de mezclado.

El concepto de “función de transferencia” aparente subyacente a la metodología se aborda en el vídeo [fdtapml], pero no es necesario para comprender los desarrollos aquí.

Para ese proceso, se calculará la matriz de ganancia relativa (RGA) y se harán pruebas sobre dos emparejamientos:

• El “malo”: $q_a\to x_a$, $q_b\to h$.

• El “bueno”: $q_a\to h$, $q_b\to x_a$.

Se diseñarán reguladores PD para el caso donde el resto de los bucles no esté conectado (o sea, con la función de transferencia “aislada” correspondiente). Se observará que el cambio en prestaciones cuando los dos bucles están conectados es mucho menor cuando se usa el emparejamiento recomendado por la RGA.

La simulación de estos bucles con dinámica del actuador y saturación se aborda en el vídeo [mbmixaw], usando Simulink, donde se implementarán también de forma muy sencilla las estrategias antiwindup que completarían el diseño del control.

Colección completa [VER]:

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