Control lineal en reactores químicos continuos Pubblico Deposited
El objetivo de esta tesis es estudiar el problema de estabilización de reactores químicos continuos con control lineal clásico Proporcional-Integral (PI). La motivación surge del hecho que a pesar de que el control lineal se utiliza ampliamente en la industria, sus propiedades de robustez y estabilidad no se han estudiado formalmente. El estudio sistemático del control lineal para la clase particular de reactores químicos que se tratan permite, (i) explicar rigurosamente sus propiedades de robustez, y (ii) explorar la posibilidad de mejorar su construcción y funcionamiento. Los procesos químicos considerados incluyen sistemas de dimensión …nita e in…nita. La primera parte de la tesis -el caso de dimensión …nita- considera reactores continuos de tanque agitado (CSTR). Bajo algunas hipótesis moderadas, se prueba que la estabilización global de la dinámica de reactores químicos se puede obtener vía control de temperatura con compensación clásica PI. La prueba se basa en resultados estándares de la teoría de estabilidad de sistemas no lineales perturbados singularmente. El caso de estudio sobre un modelo de un CSTR con tres puntos de equilibrio, uno de ellos inestable, se usa para ilustrar los resultados encontrados. La segunda parte de la tesis trata el problema de control lineal en sistemas de dimensión in…nita, en particular, se estudia el control frontera en reactores tubulares. Bajo hipótesis razonables de suavidad, estabilidad a lazo abierto, y medidas retardadas, se prueba que un control lineal con acción integral conduce a regulación exponencial global de la salida del proceso. La aplicabilidad de los resultados teóricos y la construcción del esquema de control se ilustran al considerar tres casos de estudio de interés en la industria química, un intercambiador de calor en paralelo a co-corriente, un reactor biológico, y un reactor químico de ‡ujo tapón.
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