Multi-rate nonlinear state estimation in a polymerization reactor: a real-time study

Abstract

Real-time implementation of a robust multi-rate state estimator on a continuous stirred tank, free-radical, styrene polymerization reactor is presented. The estimator was designed on the basis of a first-principles model of the process. The estimtor had "integral action", which permitted robust estimation of polymer weight-average and number-average molecular weights, and monomer concentration. These were estimated from (a) on-line frequent measurements of the reactor temperature, and (b) off-line, infrequent and delayed measurements of polymer weight-average and numberaverage molecular weights and monomer concentration. Infrequent measurements of monomer concentration were obtained by gas chromatography and gravimetry, and those of weight-average and number-average molecular weights by gel permeation chromatography.

Análisis y desarrollo de observador empleando LMI aplicado a bioprocesos

“…Los componentes de la ganancia del estimador multifrecuencial son ajustados de tal manera que los valores propios de la matriz Jacobiana de las dinámicas de error observadas estén localmente en el plano izquierdo. Otra diferencia importante se relaciona con el gasto computacional ya que para un proceso con n variables de estado y p salidas rápidas medibles, el observador de estado será del orden n − p, mientras que para el mismo proceso un EKF estándard sería del orden n(n + 1) La combinación del estimador de estado no lineal multifrecuencial con un controlador de estado retroalimentado se reporta aplicándolo a un reactor de polimerización, en donde la calidad del producto usualmente no es observable de las medidas frecuentes con retardo libre, motivando con ello la aplicación del controlador multifrecuencial [Zambare and Soroush, 1999], [Zambare et˜al., 2002].…”