Diseño de un sistema de control predictivo multivariable de un reactor químico

Abstract

El presente trabajo se ocupa del control multivariable discreto de un reactor químico empleando un sistema de control predictivo. El reactor químico es del tipo enchaquetado y se usa para la descomposición de un producto A en otro producto B. El objetivo de control es controlar simultáneamente la temperatura interior del reactor y la concentración del producto B a la salida del reactor, utilizando como fuerzas de control el flujo del producto líquido A que ingresa al reactor, y el fluido de refrigeración que ingresa a la chaqueta del reactor. Por lo tanto, el reactor en cuestión resulta un proceso multivariable cuadrado por poseer dos entradas y dos salidas. Este reactor posee un modelo dinámico no lineal. El sistema de control predictivo comprende un modelo lineal multivariable del proceso y una ley de control predictiva multivariable discreta. Esta ley de control responde a la técnica del control predictivo basado en modelos y tiene dos formas: el control solidario y el control egoísta. Ambas formas de control se analizan y simulan en este trabajo. Efectivamente, los estudios de simulación van a verificar que las fuerzas de control: flujo del producto líquido A y el fluido de refrigeración, logran estabi­lizar simultáneamente, cumpliendo por supuesto las especificaciones de diseño, la temperatura interior del reactor y la concentración del producto B a la salida del reactor, en presencia de cambios tipo escalón de las señales de referencia o "set-points".