Diseño del sistema de control de un evaporador

Abstract

En este proyecto se desarrolla un modelo matemático de un evaporador de tubos verticales con recirculación forzada, y se diseña un sistema de control. En primer lugar, se definen las ecuaciones y variables que constituyen el proceso, especificando las salidas y entradas del sistema. Luego, se identifican los emparejamientos salida-entrada más idóneos para un control SISO, mediante la RGA. Posteriormente, se implementa el modelo no lineal en Simulink-MATLAB®, para poder observar las respuestas del sistema frente a cambios en sus variables de entrada. Gracias a la utilidad Ident Toolbox de MATLAB® se identifican modelos simplificados lineales, a partir de los cuales se aborda el diseño de los controladores por realimentación más adecuados. Finalmente, se implementan controladores avanzados anticipativos y en cascada, con el objetivo de reducir los efectos indeseables provocados por perturbaciones. Paralelamente a todo este proceso, se ha desarolllado una interfaz gráfica GUI en Simulink, que permite al usuario interactuar con el sistema controlado para observar los resultados directamente a tiempo real.

The aim of this Project is to develop the dynamic model of a forced circulation vertical tube evaporator and to design its control system. First of all, the equations and variables which establish the process are calculated and defined, specifying the outputs and inputs of the system. The best input-output pairings for a controlled SISO system are selected due to the RGA matrix. Subsequently, the nonlinear model is implemented with SimulinkMATLAB® to analyze the results that the system generates in the presence of input variables changes. Thanks to Ident Toolbox-MATLAB®, linear simplified models of the system are identified, from which the best-fitting feedback control solutions are tackled. Finally, feed-forward and cascade controllers are introduced to minimize disturbance effects. Concurrently, a visual GUI Simulink interface is developed in such a way that the results of the controlled system can be checked under real-time conditions.