Estimación y control no lineal de reactores continuos de copolimerización en solución Público Deposited
En el cual se desarrolla un estimador geométrico no lineal, con las siguientes características: (a) construcción sistemática, (b) diseño con criterio de convergencia, (c) técnica de sintonización simple y sistemática (mediante la asignación de polos, de forma similar a las técnicas de control y filtrado lineal convencional), y (d) la estructura de estimabilidad (i.e., grado de observabilidad y partición de los estados observables - no observables) como grado de libertad del diseño. Y tercero, el esquema d e control no lineal con retroalimentación d e mediciones. El cual se construye a partir de la combinación del estimador de estados a lazo abierto, con el control no lineal con retroalimentación de estados; mostrando características similares al estimador (en cuanto a diseño, construcción, sintonización, y convergencia). Los esquemas de estimación y control propuestos son implementados para la copolimerización de metil metacrilato - acetato de vinilo, con acetato de etilo como solvente, y AIBN como iniciador. Los resultados muestran la factibilidad de inferir y regular las variables de calidad, seguridad, y velocidad de producción a partir de mediciones secundarias en línea. Tanto el estimador como el controlador no lineal muestran robustez ante errores en las condiciones iniciales, cambios en las entradas exógenas, errores en los parámetros del modelo, y ruido en las mediciones.
Muchos plásticos comerciales y de ingeniería son industrialmente producidos en reactores de copolimerización en solución. El propósito fundamental de la copolimerización, a escala comercial, es mejorar las propiedades fisicas, químicas, y mecánicas de un homopolímero. Debido a esto, el conocimiento de las propiedades instantáneas del copolímero (tales como: la conversión, la composición de copolímero, los pesos moleculares, la fracción de sólidos, etc.) durante su proceso de producción es importante para monitorear y controlar los indices de desempeño relacionados a la seguridad, la operabilidad, la productividad, y el grado o calidad del producto. En esta tesis se presenta una metodología para abordar los problemas de estimación y de control en reactores continuos de copolimerización en solución. El objetivo principal es el diseño de estimadores y controladores (geométricos) no lineales que permitan inferir propiedades no medibles en tiempo real (como son la fracción de sólidos, la composición instantánea, la conversión, el peso molecular peso-promedio, y la velocidad de producción del copolímero), empleando un modelo dinámico del proceso en combinación con una retroalimentación de salidas medibles en línea (seleccionando mediciones continuas, instantáneas y de bajo costo, como son densidad, índice de refracción, temperatura, y volumen) La metodología propuesta aborda tres aspectos principalmente. Primero, el estudio de los reactores continuos de copolimerización en solución. Donde la finalidad es describir, entender, caracterizar e interpretar el comportamiento dinámico del reactor mediante un sistema de ecuaciones diferenciales no lineales. Segundo, el esquema de estimación no lineal (a lazo abierto).
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