Diseño e implementación de estrategias avanzadas de control utilizando controladores adaptativos predictivos

Abstract

En el presente trabajo de tesis presentado como requisito para la obtención de grado de Maestro en Ciencias con Especialidad en Automatización, se estudiaron e implementaron diversas estrategias avanzadas de control utilizando controladores adaptativos predictivos. En la primera parte de este trabajo, se estudió la estrategia de control adaptativo predictivo, sus principios de operación, así como los algoritmos involucrados en su implementación. Se introdujo la herramienta de control industrial ADEX COP, empleada como medio para la implementación y análisis de dichos controladores. Posteriormente, se realizó un análisis teórico del efecto de los parámetros de operación de los controladores adaptativos predictivo y se corroboró mediante simulaciones computacionales ante distintos escenarios de configuración. Se presentaron recomendaciones para la configuración de los bloques que componen la estrategia de control adaptativo predictivo, entre éstas, se mostró la manera de seleccionar la estructura del modelo adaptativo predictivo, el comportamiento deseado de la trayectoria deseada proyectada del bloque conductor y la importancia de la selección adecuada del periodo de control y los límites de las variables. Con los resultados obtenidos del estudio anterior, se realizaron implementaciones de varias estrategias de control empleando controladores adaptativos predictivos con el fin de estudiar su desempeño ante diversos escenarios de operación para procesos uni y multivariables variantes en el tiempo. Se estudió la estrategia de control retroalimentado con antealimentación de la perturbación. Finalmente, para analizar la forma en que los controladores interaccionan entre ellos dentro de una estrategia de control, se implementó una estrategia de control en cascada y un sistema de control multivariable. Se definió una forma de configurar los controladores adaptativos predictivos para funcionar adecuadamente en dichos esquemas de control y se realizaron simulaciones para mostrar la operación correcta de cada una de estas estrategias, comparando su funcionamiento frente a esquemas de control convencionales.