Metodologías de control clásicas y avanzadas aplicadas con un modelo de reactor de digestión anaerobia

Abstract

La tesis tiene como objetivo aportar conocimiento en metodologías de control industrial y motivar el uso de la digestión anaerobia en Piura y en el Perú. Por lo que, se pretende comparar el desempeño de controladores industriales clásicos PID (controladores proporcionales, integrales y derivativos) y controladores predictivos avanzados (Model Predictive Controllers) utilizando un modelo de reactor de digestión anaerobia implementado en el entorno de Simulink (MATLAB). En tanto, se presenta el diseño y las simulaciones de diferentes metodologías de control para un proceso de digestión anaerobia, los resultados muestran un buen desempeño de los controladores predictivos. Para ello, se llevó a cabo un análisis de control automático y se empleó un modelo matemático de un reactor de digestión anaerobia de la planta Foss Biolab (Noruega), ajustando parámetros según datos locales. Asimismo, se realizó el proceso de linealización del modelo no lineal, empleando nuevas técnicas (SOPDT-Second Order Plus Dead-time). Adicionalmente, se diseñaron controladores predictivos EPSAC (Extended Prediction Self-Adaptive Control) y NEPSAC (Non-linear Extended Prediction Self-Adaptive Control) para el proceso. Finalmente, se sintonizaron controladores PID (proporcional, integral y derivativo) clásicos utilizando metodologías contemporáneas (KC Tuner y FRTool). Por último, se concluye que el controlador NEPSAC tiene un mejor rendimiento para alcanzar el valor de referencia indicado.