[ Back to EurekAlert! ] PUBLIC RELEASE DATE: 28 Octubre 2005

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Diseño de controladores

Este lanzamiento de prensa está disponible en inglés.

La Ingeniera Industrial de la Universidad Pública de Navarra, Marta Barreras Carracedo, propone en su tesis doctoral un nuevo método de diseño de controladores basado en la teoría QFT (Quantitative Feedback Theory) que facilita su implantación real en el gobierno de procesos físicos reales. En la propia tesis se valida el método con la puesta en práctica en dos casos reales, un horno eléctrico industrial destinado al curado de grandes piezas de composite y un intercambiador de calor situado en una planta solar de calefacción de agua.

La tesis doctoral se titula: “Control Robusto QFT Multivariable mediante métodos secuénciales no-diagonales. Aplicación al gobierno de procesos térmicos. Desarrollo de procesos industriales

Durante las últimas décadas, el rápido avance de la tecnología y la aparición de ordenadores cada vez más potentes han favorecido el desarrollo de procesos industriales cada vez más sofisticados. Estos procesos incluyen en general, un nivel de automatización cada vez más elevado mediante el cual se pretende conseguir una mejora de las prestaciones. Sin embargo esto conlleva una creciente complejidad de las instalaciones que ha acelerado la demanda de nuevas estrategias avanzadas de control capaces de cubrir las nuevas necesidades.

En este aspecto la Ingeniería de Control juega un papel fundamental dentro de los procesos industriales modernos. La tesis doctoral desarrollada por la Ingeniera Marta Barreras pretende desarrollar una nueva estrategia avanzada de diseño de controladores para sistemas con múltiples sensores y actuadores, de carácter robusto y con capacidad de desacoplo interno y de rechazo de perturbaciones externas. Además ésta tiene que ser lo suficientemente sencilla como para facilitar su implantación en procesos industriales reales.

Para ello, en la investigación se ha utilizado la teoría QFT (Quantitative Feedback Theory) debido a su capacidad para tratar la incertidumbre del sistema y las perturbaciones externas existentes. Esta teoría se basa en el uso de los elementos no-diagonales del controlador para tratar simultáneamente problemas como la reducción del acoplamiento y el rechazo de perturbaciones externas.

Validación en dos procesos reales

Tras un análisis teórico, los resultados se validaron en dos etapas distintas. Primeramente por medio de la resolución de un ejemplo teórico y en segundo lugar mediante su aplicación a dos procesos reales. En concreto, Marta Barreras eligió un horno eléctrico industrial destinado al curado de grandes piezas de composite y un intercambiador de calor situado en una planta solar de calefacción de agua.

Por un lado, la elevada multiplicidad de actuadores y sensores presentes en el horno industrial hacen que su dinámica presente un alto carácter multivariable. Así, al intentar gobernar automáticamente su comportamiento dinámico térmico surgen importantes problemas de acoplamiento entre los lazos de control existentes.

Por otro lado, la interacción existente entre los lazos de un intercambiador de calor, así como la existencia de incertidumbre en el modelo y la presencia de perturbaciones externas, hacen de esta aplicación otro buen ejemplo donde validar la estrategia QFT multivariable.

Entre las ventajas de la técnica aplicada en estos casos, señala Marta Barreras se consiguió mejorar la respuesta general del sistema a controlar. En concreto se aumentó el rechazo de perturbaciones externas, y logramos reducir el efecto del acoplamiento entre los lazos del sistema.

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