Diseño de sistemas de control para procesos aplicados a reactores continuos tipo tanque agitado (CSTR)

Abstract

Resumen .- En el presente proyecto se diseñó sistemas de control lineales y no lineales para reactores continuos tipo tanque agitado (CSTR) usando MATLAB/SIMULINK. Se obtuvo el modelo no lineal y se lo linealizó con con base en los fenómenos de transporte y los balances de masa y energía. Se trabajó en sistemas SISO y MIMO y se diseñaron varios sistemas de control, como: controlador proporcional, proporcional derivativo, proporcional integral, proporcional integral derivativo, control con modelo interno, control con dinámica inversa y control basado en álgebra lineal. Se realizaron las simulaciones en plantas estables y con perturbaciones, para que sus respuestas sigan las trayectorias deseadas. Se concluyó que el controlador proporcional reduce el error de posición, pero que el controlador proporcional integral lo elimina, y que para eliminar la oscilación del sistema existe el controlador proporcional derivativo; por lo que es más conveniente utilizar un controlador proporcional integral derivativo (PID). Además, se concluyó que existen sistemas de control más exactos como son los de modelo interno, dinámica inversa y álgebra lineal, los cuales otorgan respuestas más rápidas y acciones de control más precisas. Abstract .- In this project were designed linear control systems and nonlinear for continuous stirred tank reactor (CSTR) type using MATLAB / SIMULINK. The nonlinear model is obtained and linearized with it based on transport phenomena and mass and energy balances. He worked in SISO and MIMO systems and various control systems were designed as proportional controller proportional derivative, proportional integral, proportional integral derivative control with internal model control and inverse dynamics based control linear algebra. Stable simulations were performed with disturbances plants, so that their responses follow the desired trajectories. It was concluded that the proportional controller reduces the position error, but the proportional integral controller removes it, and to eliminate the oscillation of the derivative exists proportional controller; therefore it is more convenient to use a proportional integral derivative (PID) controller. Furthermore, it was concluded that there are more accurate monitoring systems such as internal model, inverse dynamics and linear algebra, which give faster response and more accurate monitoring actions.