Control PID multivariable de una caldera de vapor

Abstract

<p>Este documento presenta la propuesta de los autores para el Concurso en Ingeniería de Control 2016 (CIC2016) organizado por el Grupo Temático de Ingeniería de Control del Comité Español de Automática (CEA). Esta propuesta resultó ganadora en la categoría de estudiantes de máster y postgrado. El concurso consiste en el diseño de un sistema de control para una caldera de vapor, que es modelada por un modelo no lineal multivariable con tres entradas, tres salidas y una perturbación medible. El sistema de control propuesto en este documento se basa en el diseño de un controlador tipo proporcional integrador derivativo (PID) multivariable, mediante técnicas de optimización convexa. Además, se contempla el uso de más grados de libertad mediante el diseño de precompensadores para referencias y para la perturbación medible. Finalmente, se analiza el desempeño del sistema de control diseñado, bajo los escenarios propuestos en el concurso.</p>

Iterative Design of Centralized PID Controllers Based on Equivalent Loop Transfer Functions and Linear Programming

“…The desired linear margins are defined with ℓ 1 =0.64, α 1 =79º, ℓ 2 =0.72, and α 2 =85º to guarantee lower bounds of 2.75 for A m and 0.63 for M m in the first loop, and 3.5 for A m and 0.72 for M m in the second loop. The proposed procedure obtains the centralized PID control in (23). Different initial guesses of K 0 (s) have been tested: the inverse of the process static gain 0 R G (0), the zero matrix 0 2x2 , the process transfer matrix itself G R (s), the negative all-ones matrix divided by s, and the multiloop PI controller of Vu [14].…”

“…Some authors propose to approximate the resulting controllers to PID structures [21], unless they cannot fully meet the imposed requirements [22]. Other methods directly obtain a full matrix of PID controllers, that is a centralized PID controller, and are based on convex optimization [23], internal model control [24], or effective open loop transfer functions [25]- [28]. Although multivariable control design can also be developed from state space methodologies [29], they usually entail delay-free systems.…”

A Hybrid Metaheuristic Optimization Approach for the Synthesis of Operating Procedures for Optimal Drum-Boiler Startups

“…Figure 14 shows that the water level changed abruptly during the drum boiler startup process. The instability of the liquid level could be reduced with the use of a non-linear controller that can adapt to the non-linearity of the model or the use of the gain scheduling approach which involved the application of different controller tuning parameters as a process transitions from one operating range to another [27]. However, the magnitude of the changes in water level was considered tolerable for this experiment.…”

Modelado y control automático en destilación por membranas solar: fundamentos y propuestas para su desarrollo tecnológico

“…En esta subsección se revisan las arquitecturas de control de bajo nivel propuestas para plantas SMD. Se debe mencionar que la mayoría de las estructuras de control incluidas en este apartado utilizan lazos de control simples basados en controladores todo/nada y controladores Proporcionales, Integrales y Derivativos (PID) (Mercader et al, 2019). Del mismo modo, los sistemas de control desarrollados para los objetivos de bajo nivel en plantas SMD suelen incorporar controladores anticipativos los cuales se utilizan como complemento a los controladores por realimentación con el fin de mejorar el seguimiento a referencias y el rechazo a perturbaciones.…”