Diseño e implementación de un controlador mediante técnicas predictivas para un prototipo de temperatura y humedad

Abstract

En la presente tesis se muestra la implementación de un controlador predictivo generalizado (GPC, por sus siglas en ingles) para el prototipo de acondicionamiento de aire ET605 de Gunt. Primeramente, se analizaron las propiedades y características del prototipo requiriéndose el diseño e implementación de moduladores de ancho de pulso (PWM, por sus siglas en inglés) como elementos actuadores y el filtrado de las señales provenientes de los sensores. A partir de estas adaptaciones, y con base a respuestas a señales tipo escalón, se obtuvo el modelo en Matriz Función de Transferencia de dos entradas y dos salidas que relaciona las variables de salida: humedad relativa y temperatura en grados Celsius, con las señales de comando del calentador y humidificador. A partir del uso de la Función de Estructura Multivariable se encontró que el proceso es de fase mínima, "poco" acoplado, estable y estructuralmente robusto. Debido a lo anterior fue factible diseñar el controlador multivariable con base, Únicamente, a los elementos de la diagonal principal de la matriz función de transferencia del proceso. Una vez diseñado el controlador se demostraron condiciones de robustez estructural, estabilidad robusta y desempeño mediante el marco de análisis de sistemás multivariables Diseño por Canal Individual (ICD, por sus siglas en ingles). Finalmente, se presentan pruebas en tiempo real en las cuales se muestra que el sistema de control es capaz de satisfacer especificaciones o requerimientos de acondicionamiento de aire típicos de un laboratorio de metrología industrial.