Implementación de un prototipo de tunel de calentamiento para analizar el comportamiento del control predictivo basado en modelo (mbpc) vs control proporcional integral derivativo (pid) utilizando so

Abstract

Resumen El control predictivo basado en modelo se puede definir como una estrategia de control que se basa en la utilización de forma explícita de un modelo matemático interno del proceso a controlar (modelo de predicción), el cual se utiliza para predecir la evolución de las variables a controlar a lo largo de un horizonte temporal de predicción especificado por el operador, de este modo se puede calcular las variables manipuladas futuras (señal de control futura) para lograr que en dicho horizonte, las variables controladas converjan en sus respectivos valores de referencia. El controlador PID (Proporcional, Integral y Derivativo) es un controlador realimentado cuyo propósito es hacer que el error en estado estacionario, entre la señal de referencia y la señal de salida de la planta, sea cero de manera asintótica en el tiempo, lo que se logra mediante el uso de la acción integral. Además el controlador tiene la capacidad de anticipar el futuro en muy cortos intervalos de tiempo a través de la acción derivativa que tiene un efecto predictivo sobre la salida del proceso. En el Capítulo 1 se realizará un análisis de la historia, situación actual y el desarrollo en la industria del mpc. En el Capítulo 2 se presentará el marco teórico en el cual se fundamenta el control predictivo basado en modelo MBPC. En el Capítulo 3 se procederá a describir la construcción de la planta, se definirá las variables a controlar y manipular. Además se presentarán los respectivos diagramas eléctrico-electrónico y de instrumentación. En el Capítulo 4 se encontrará el modelo matemático de la planta para lo cual se la identificará usando el modelado de “caja negra” (black-box). Se desarrollará e implementará el control predictivo del proceso de la planta, además se implementará el control PID de la misma. En el Capítulo 5 se analizará la operación de la planta en lo concerniente a la perfomance de los controladores de proceso implementados, MBPC y PID. En base a los resultados obtenidos se incluirá un estudio comparativo del funcionamiento de los dos controladores desarrollados y se obtendrá las respectivas Conclusiones y Recomendaciones.