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

Abstract

El control lineal PI(D) y sus variantes, son estructuras de control (conceptos de diseño) que actualmente se siguen utilizando en procesos industriales. La elección de una estructura de control sobre otra reside en el intercambio de prestaciones entre complejidad y rendimiento. Dado que este intercambio de prestaciones normalmente estará en conflicto, un análisis desde el punto de vista multiobjetivo puede ser de interés. Desde tal perspectiva, se analizan frentes de Pareto de diferentes conceptos de diseño, con lo que se realiza una comparación global y no puntual de tales conceptos. En este trabajo se plantea una propuesta metodológica para dicha comparación en diferentes etapas. La primera, fue establecer una región de estabilidad. En la segunda etapa se consideró la región de estabilidad como espacio de búsqueda para el proceso de optimización multiobjetivo calculando un conjunto y frente de Pareto. En la tercera etapa se realizó un análisis multicriterio de los frentes de Pareto, junto con la simulación en el dominio del tiempo para las señales de salida y de control. Como caso de estudio para validar la propuesta se ha elegido el biorreactor de Cholette que presenta diferentes condiciones de operación. La metodología propuesta permite una mejor comprensión de una solución conceptual, justifica y determina el uso de un concepto de diseño cumpliendo así con las necesidades del diseñador.