Control adaptivo multivariable de una columna de destilación con múltiples tiempos muertos

Abstract

El presente estudio se ocupa del diseño y la simulación de un sistema de control adaptivo multivariable de una columna de destilación empleada para fraccionar petróleo crudo. Este sistema de control comprende una ley de control óptima cuadrática multivariable discreta, un algoritmo recursivo de estimación de parámetros y un observador óptimo discreto de estados. El proceso a ser controlado, la columna de destilación para fraccionar petróleo crudo ha sido empleado ampliamente por la comunidad técnica y académica para experimentar diferentes estrategias de control. En la literatura especializa­ da, esta columna es conocida como la columna fraccionadora de petróleo crudo de Shell. El modelo dinámico del proceso posee múltiples tiempos muertos, los cuales de hecho complican la realización del diseño del sistema de control adaptivo discreto. La filosofía de diseño empleada en este estudio consiste en determinar un modelo lineal del proceso, pero con la capacidad de capturar los efectos de los tiempos muertos de la forma e-Ds. Para ello, los tiempos muertos considerados en dicho modelo, serán reemplazados por aproximaciones racionales de bajo orden. El modelo de múltiples entradas y múltiples salidas del proceso, se trans­ forma luego a su forma canónica observable, la que da lugar a un conjunto de ecuaciones de diferencias de múltiples entradas y una sola salida, las cuales son convenientes para propósitos de identificación de parámetros y diseño del observador y controlador multivariables del sistema. Mediante simulación, se va a demostrar que la metodología de diseño empleada conduce a un sistema de control adaptivo multivariable de buen rendimiento, incluso, cuando todos los tiempos muertos del sistema varían considerablemente.