Sintonización de controladores y comparación de conceptos de diseño aplicando la optimalidad de Pareto. Un caso de estudio del biorreactor de Cholette

Abstract

Las variantes del control lineal PI(D ), por ejemplo: PI, PwI, PID, PIDn, siguen siendo las estructuras de control (conceptos de diseño) mas utilizadas para procesos industriales en la actualidad. P ara el control de dichos procesos es necesario realizar un ajuste (sintonizacion) en lazo cerrado de sus parámetros con la finalidad de llevar al sistema a un estado deseado. Existen diferentes metodologías de sintonizaciún de conceptos de diseño, entre ellas la metodología de optimizacion multiobjetivo. Esta últim a controla a un sistema de estudio cumpliendo diferentes objetivos de diseño. Una de las tecnicas utilizadas actualmente es la optimizacion mediante el uso de algoritmos evolutivos m ultiobjetivo (MOEA). Para llevar a cabo el proceso de optimizacion en esta tesis se desarrollo una metodología que consiste en varias etapas. La prim er etapa, consiste en buscar y establecer una region de estabilidad para garantizar el funcionamiento adecuado del control. La segunda etapa, consiste en tom ar la region de estabilidad como base (poblacion inicial) para llevar a cabo un proceso de optim izacion m ultiobjetivo el cual proporciona como resultado un conjunto de soluciones íp tim as llamado conjunto y frente de Pareto respectivamente. Tomando los resultados obtenidos, la tercer etapa, consiste en realizar un analisis m ulticriterio m ediante diagram as de dispersion, coordenadas paralelas, así como tam bien se llevo a cabo la simulacion en el dominio del tiempo para la señal de salida del sistem a controlado y de la señal de control. Esta metodología fue desarrollada para el sistema de estudio (bioreactor de Cholette) el cual es un reactor tipo tanque agitado (CSTR) con mezclado no ideal y con m íltiples estados estacionarios, algunos de ellos inestables. Esta metodología puede ser aplicada a otros problemas de ingeniería de control.