Una alternativa al control no lineal: Control predictivo con Linealización Exacta por Realimentación
Resumen
En los últimos años, una de las tecnologías avanzadas con mejores resultados en
su aplicación a diferentes procesos industriales ha sido el Control Predictivo
Basado en Modelos Lineales (Model Based Predictive Control, MPC). Por su
parte, el Control Predictivo No Lineal (Nonlinear Model Predictive Control,
(NMPC)) surgió hace relativamente poco tiempo y su implementación aún requiere
resolver muchos problemas de optimización. Los grandes requerimientos de
cálculo de los métodos de MPC no lineal constituyen un serio obstáculo para su
exitosa implementación industrial.
El objeto de la presente investigación lo constituyen las Técnicas de Control para
procesos no lineales, proponiéndose como objetivo diseñar y simular una
propuesta de control híbrido (Control Predictivo + Linealización Exacta por
Realimentación), a fin de brindar una alternativa que permita solucionar los
problemas asociados a la optimización en el NMPC.
El aporte de la investigación es la obtención de una alternativa de control que
combina el control predictivo con la linealización exacta por realimentación, para
superar las dificultades asociadas a la implementación del control predictivo en
sistemas no lineales con restricciones.
La alternativa de control propuesta se aplica a un reactor tipo tanque
continuamente agitado. Se brindan las condiciones bajo las cuales se diseña el
esquema de control híbrido, y por último, se muestran los resultados de las
simulaciones ante cambios en la referencia y perturbaciones. In recent years, one of the advanced technologies with the best results in its application to different industrial processes has been Linear Model-Based Predictive Control (MPC). For its part, Nonlinear Predictive Control (NMPC) emerged relatively recently and its implementation still requires solving many optimization problems. The large computational requirements of nonlinear MPC methods constitute a serious obstacle to their successful industrial implementation. The object of this research is the Control Techniques for non-linear processes, with the objective of designing and simulating a hybrid control proposal (Predictive Control + Exact Linearization by Feedback), in order to provide an alternative that allows solving the associated problems. to optimization in the NMPC. The contribution of the research is to obtain a control alternative that combines predictive control with exact linearization by feedback, to overcome the difficulties associated with the implementation of predictive control in nonlinear systems with restrictions. The proposed control alternative applies to a continuously stirred tank type reactor. The conditions under which the hybrid control scheme is designed are provided, and finally, the results of the simulations in the face of changes in the reference and disturbances are shown.
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