Efecto de las técnicas de desacoplamiento en sistemas multivariables

• Rafael Angel Orellana Prato ^[1] ; María de los Angeles Coronel Méndez ^[2] ; Rubén Darío Rojas Sulbarán ^[1]
  1. [1] Profesor
  2. [2] Profesora
• Localización: Ingeniería y desarrollo: revista de la División de Ingeniería de la Universidad del Norte, ISSN 0122-3461, Vol. 35, Nº. 2, 2017 (Ejemplar dedicado a: Julio-Diciembre), págs. 471-490
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Effect of decoupling techniques in multivariable systems
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  • español

    Este artículo presenta un análisis del desempeño de técnicas de desacoplamiento,considerando su efecto sobre el funcionamiento global delsistema y el desempeño del sistema de control. Se estudió el funcionamientodel sistema usando tres tipos de desacoplamiento, basados en:(i) ganancia estática (DGE), (ii) por aproximación del tiempo muerto(DTM) y (iii) por alimentación adelantada (DAA). Como caso de estudiose presenta el modelo de aproximación multivariable (2x2) de primerorden más tiempo muerto, de una columna de destilación Wood andBerry. Se estudió el desempeño de las técnicas de desacoplamiento anteerrores de modelaje en los parámetros: ganancia (K), constante de tiempo(τ) y tiempo muerto (t0). Se evaluaron las técnicas de desacoplamientomediante un esquema de control proporcional, integral y derivativo(PID), probando la robustez del sistema de control ante errores de modelajepara cambios en el valor de referencia. Se comprobó que paravariaciones de ganancia (K) y constante de tiempo (τ), los desacopladoresDAA producen mejor desempeño del sistema multivariable, en funcióndel índice basado en la integral absoluta del error (IAE). El efecto antevariaciones del tiempo muerto (t0) es poco significativo, mostrandovariaciones del IAE alrededor de 0,05% para cambios en el valor dereferencia de la columna de destilación.

  • English

    This paper presents a performance analysis of decoupling methodsconsidering its effect in the global system and the control system performance.The system performance was studied using static gain (DGE),approximation dead time (DTM) and feedforward (DAA) decouplingmethods. As study case a multivariable (2x2) first order plus deadtime model of a Wood and Berry distillation column was used. Theperformance of the decoupling methods were analyzed for modellingerrors in the parameters: static gain (K), time constant (τ) and dead time(t0). Decoupling techniques were evaluated using a PID control schemestrategy, testing the control system robustness against modelling errorsand set point changes. It was proved that for static gain (K) and timeconstant (τ) parameter changes, the feedforward decoupling (DAA)presents better performance using the IAE criteria. The effects for deadtime changes are not significative, showing IAE variations of 0,05% fordistillation column set point changes.