CONTROL MULTIVARIABLE

13
CONTROL MULTIVARIABLE LABORATORIO DE CONTROL CUTB Ing. Jorge E. Duque Especialista en Automatización Industrial

description

CONTROL MULTIVARIABLE. LABORATORIO DE CONTROL CUTB Ing. Jorge E. Duque Especialista en Automatización Industrial. Procesos MIMO. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of CONTROL MULTIVARIABLE

Page 1: CONTROL MULTIVARIABLE

CONTROL MULTIVARIABLE

LABORATORIO DE CONTROL

CUTBIng. Jorge E. Duque

Especialista en Automatización Industrial

Page 2: CONTROL MULTIVARIABLE

Procesos MIMO

• Frecuentemente existen procesos en los cuales se debe controlar más de una variable, tales procesos reciben el nombre de procesos multivariables o procesos de múltiples entradas múltiples salidas (MIMO por sus siglas en inglés)

• Ejemplos: Mezclador, reactor, evaporador, columna de destilación, tanques en paralelo.

Page 3: CONTROL MULTIVARIABLE

¿Cómo se controla un MIMO?

• PAIRING: Se busca la “mejor” agrupación por pares de variables controladas y manipuladas

• DECOUPLING: Construir un sistema de control en que se desacoplen los lazos que interactúan.

• OTROS: Realimentación de Estados, Control Fuzzy

Page 4: CONTROL MULTIVARIABLE

G11(s)

G21(s)

G12(s)

G22(s)

+

+

+

+

U1

U2

Y1

Y2

DIAGRAMA DE BLOQUES

PROCESO MIMO

Page 5: CONTROL MULTIVARIABLE

G11(s)

G21(s)

G12(s)

G22(s)

+

+

+

+

U1

U2

Y1

Y2

GC1(s)

GC2(s)

+

+

-

-R1

R2

Interacción entre lazos :efecto del lazo oculto

Page 6: CONTROL MULTIVARIABLE

DIAGRAMA DEL PROCESO

LT LT

Bomba 1 Bomba 2

Tanque 1 Tanque 2

U1 U2

h1

Q1 Q2

Depósito

h2

A1 A2

KtKs

Qs

Qt

Page 7: CONTROL MULTIVARIABLE

Ecuaciones

s2s

st22

2

21t

t11

1

KhQ

QQQdt

dhC

:2 tanque el En

KthhQ

QQdt

dhC

:1 tanque el En

Page 8: CONTROL MULTIVARIABLE

Funciones de Transferencia

21

1btf

21

t2be

2

2bd

21

2btc

21

ts1bb

1

1ba

21

st

21

t2t1s1

12f

22ed

2

22c

12ba

1

CC

KKK

CC

KKK

C

KK

CC

KKK

CC

KKKK

C

KK

CC

KKb

CC

KCKCKCa

:donde

)s(Ubass

K )s(U

bass

KsK)s(H

)s(Ubass

K )s(U

bass

KsK)s(H

Page 9: CONTROL MULTIVARIABLE

Definición de términos

U1 : Tensión de la bomba 1 [volt]U2 : Tensión de la bomba 2 [volt]Q1 : Caudal de la bomba 1 [GPM]Q2 : Caudal de la bomba 2 [GPM]Qt : Caudal del acople [GPM]Qs : Caudal de salida [GPM]C1 : Area del tanque 1 [m2]C2 : Area del tanque 2 [m2]H1 : Nivel del tanque 1 [m]H2 : Nivel del tanque 2 [m]Ks : Coeficiente de descarga salidaKt : Coefic. de descarga acoplamento

Page 10: CONTROL MULTIVARIABLE

Selección de variables manipuladas y controladas

• Cada variable controlada se controla mediante la variable manipulada que ejerce mayor “influencia” en ella.

• La elección se realiza con el método de la MATRIZ DE GANANCIAS RELATIVAS, (RGA),la cual es una técnica desarrollada por Bristol.

• Este procedimiento se denomina: PAIRING

Page 11: CONTROL MULTIVARIABLE

Sistema MIMO con desacoplador

G11(s)

G21(s)

G12(s)

G22(s)

+

+

+

+

d1

d2

Y1

Y2

D11(s)

D21(s)

D12(s)

D22(s)

+

+

U1

U2

Desacoplador Planta MIMO

Page 12: CONTROL MULTIVARIABLE

Diseño del desacoplador

Idea:G11(s)

G21(s)

G12(s)

G22(s)

+

+

+

+

U1

U2

Y1

Y2

G11(s)

G22(s)

U1

U2

Y1

Y2

Page 13: CONTROL MULTIVARIABLE

Función de transferencia del DESACOPLADOR

2

1

22

11

2

1

2

1

2221

1211

2221

1211

2

1

22

111

2221

1211

U

U

)s(G0

0)s(G

)s(Y

)s(Y

U

U

)s(D)s(D

)s(D)s(D

)s(G)s(G

)s(G)s(G

)s(Y

)s(Y

)s(G0

0)s(G)s(G)s(D

)s(G)s(G

)s(G)s(G)s(G