Identificación de modelos Wiener y Hammerstein aplicados al diseño de un control PID predictivo de pH

Abstract

La tesis propone analizar la aplicación del control de procesos no lineales en bioprocesos, siendo el pH uno de los parámetros a controlar. En el caso de un proceso no lineal, como el de una planta de neutralización de pH, se han estudiado los métodos de identificación orientados a bloques para obtener modelos Wiener y Hammerstein. Estos modelos se han usado en la implementación de un control predictivo PID basado en la estructura de un control MPC (Model Predictive Control), dando lugar a un algoritmo de control denominado WPID predictivo y HPID predictivo según se use un modelo Wiener o Hammerstein. Los métodos de identificación y los algoritmos de control estudiados se han aplicado a una plataforma de simulación de una planta no lineal de neutralización de pH implementada en MATLAB. Los algoritmos de control predictivo WPIDp y HPIDp desarrollados se han comparado con técnicas clásicas de diseño PID y de control MPC, evidenciándose una notable mejora, en especial en el algoritmo WPIDp. Finalmente, se demuestra que el proceso de neutralización -altamente no lineal- ha permitido validar la robustez y factibilidad del control predictivo presentado en este trabajo, rango en el cual otras estructuras clásicas de control PID no presentan resultados aceptables.