The project has dealt with the application of Predictive Control techniques to industrial processes operating in a discontinuous regime subject to continuous regime changes throughout the day.
Proyecto: Control predictivo de procesos industriales con funcionamiento discontinuo. Modelado y aspectos computacionales.
Código: DPI2001-2380-C02-02
Ámbito del proyecto: Nacional
Programa financiador: OTROS PROGRAMAS DEL PLAN NACIONAL I+D
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia y Tecnología
Responsable: Berenguel, Manuel
Fecha inicio: 28/12/2001
Fecha fin: 27/12/2004
Proyecto coordinado con el grupo de los profesores Eduardo F. Camacho y Carlos Bordóns.
El proyecto ha tratado la aplicación de técnicas de Control Predictivo a procesos industriales que operan en régimen discontinuo sujetos a continuos cambios de régimen a lo largo del día. El proyecto ha tratado los aspectos de interés orientados a la aplicación de esta tecnología en la industria: obtención e implementación de modelos para simulación y control, desarrollo e implementación de algoritmos, prueba en plantas reales y desarrollo de herramientas integradas y diseminación de resultados. En todo momento se ha buscado la eficiencia de la implementación y su portabilidad al entorno industrial, por lo que se han utilizado sistemas prototipos con gran riqueza dinámica y sometidos a grandes perturbaciones y cambios en el punto de operación. Aunque en la memoria inicial del proyecto se proponían como plantas objeto de estudio una planta solar con colectores cilindro-parabólicos y una planta de laboratorio, las técnicas de modelado y control se han implementado además sobre otros sistemas ya estudiados en un proyecto previo (QUI1999-0663-C02-02 – Control predictivo multivariable de sistemas no-lineales), como son un invernadero y un fotobioreactor. Aunque aparentemente no sea así, todas las plantas mencionadas tienen características comunes: su fuente de energía es la radiación solar, que actúa como una perturbación persistente que hace que el sistema cambie continuamente de punto de operación, presentan diversas fases de funcionamiento (arranques, paradas, precalentamientos, distinto comportamiento en diversas épocas del año, etc.), la estructura de sus modelos es no-lineal, pudiendo bajo ciertas simplificaciones asimilarse a un modelo bilineal, la operación es costosa en términos de consumo, etc. Estas circunstancias provocan que, incluso en un rango limitado de operación, el comportamiento del sistema sea no lineal y su control utilizando modelos lineales no proporcione resultados aceptables, siendo necesario el uso de modelos no lineales para mejorar sus prestaciones o modelos de caja gris.
El objetivo fundamental de desarrollo y aplicación de técnicas de modelado y control predictivo para sistemas con funcionamiento discontinuo y sistemas sometidos a grandes cambios en régimen de funcionamiento y/o grandes perturbaciones se ha dividido a su vez en varios subobjetivos:
- Modelado y simulación de sistemas con grandes cambios en régimen de operación.
- Análisis y obtención de modelos no-lineales simplificados para control.
- Estudio de técnicas de control predictivo para sistemas con funcionamiento discontinuo y grandes cambios en régimen de operación.
- Aplicación de técnicas que garanticen robustez y poca complejidad del sistema de control resultante.
- Análisis de aspectos de coste computacional, tiempo real e implementaciones especiales.
- Desarrollo de un paquete de programas que incluya modelado y controlador.
- Ensayo en plantas de laboratorio e instalaciones industriales.