Estimación de estados mediante observadores Luenberger con acción proporcional y proporcional-integral para la cristalización por lotes

Abstract

La operación de la cristalización es de gran importancia para la industria farmacéutica en la producción de medicamentos, la industria alimentaria en la producción de azúcar e incluso para la industria agropecuaria en la producción de fertilizantes. Lo anterior mencionado, demuestra la importancia de este proceso, pero, así como presenta grandes ventajas, también tiene algunas desventajas, siendo una de las más importantes el monitoreo de la misma. Actualmente el monitoreo en línea de la cristalización requiere de instrumentación muy costosa y, que, en muchas ocasiones, la empresa que requiere de este proceso no posee el presupuesto para instalar tal instrumentación. Una alternativa viable para el monitoreo de la cristalización son los observadores de estado; los cuales son software diseñados a partir de modelos matemáticos que representan un proceso en específico. El objetivo de este trabajo fue diseñar observadores lineales Luenberger Proporcionales (P) y Proporcionales-Integrales (PI) de orden completo mediante las fórmulas de Ackermann para la estimación de parámetros no medibles directamente en la operación unitaria de la cristalización de sulfato de amonio y agua. Para ello, se partió de un modelo no lineal presentado por Mesbah et al., (2011), tal sistema fue linealizado para facilitar el estudio del mismo. Después se utilizó la fórmula de Ackermann para la sintonización de observadores, para posteriormente diseñar los observadores y finalmente evaluar el desempeño que presentaron mediante una métrica. Como resultado, se obtuvo que el observador Proporcional-Integral (PI) de manera global presenta un mejor desempeño que el observador Proporcional (P) en la estimación de parámetros de no medibles directamente en la operación unitaria de cristalización.