Robust Estimation for a CSTR Using a High Order Sliding Mode Observer and an Observer-Based Estimator
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
This paper presents an estimation structure for a continuous stirred-tank reactor, which is comprised of a sliding mode observer-based estimator coupled with a high-order sliding-mode observer. The whole scheme allows the robust estimation of the state and some parameters, specifically the concentration of the reactive mass, the heat of reaction and the global coefficient of heat transfer, by measuring the temperature inside the reactor and the temperature inside the jacket. In order to verify the results, the convergence proof of the proposed structure is done, and numerical simulations are presented with noiseless and noisy measurements, suggesting the applicability of the posed approach.
Este trabajo presenta una estructura de estimación para un reactor de tanque agitado en continuo, la cual se compone de un estimador basado en observador por modos deslizantes acoplado con un observador por modos deslizantes de alto orden. Todo el esquema permite la estimación robusta del estado y algunos parámetros, concretamente la concentración de la masa reactiva, el calor de reacción y el coeficiente global de transferencia de calor, a partir de la medición de las temperaturas al interior del reactor y de la chaqueta. Para verificar los resultados, se realizan pruebas de convergencia de la estructura propuesta, y se presentan simulaciones numéricas con mediciones ruidosas y sin ruido, lo que sugiere la aplicabilidad del enfoque planteado.
Este trabalho apresenta uma estrutura de estimativa para um reator de tanque agitado continuamente, que é composta por um estimador baseado em observador deslizante de modo acoplado com um alto ordem modo deslizante observador. Todo o esquema permite a estimativa robusta do estado e alguns parâmetros, a saber, a concentração da massa de reação, o calor da reação e o coeficiente de transferência total de calor, a partir da medição da temperatura no interior do reator e da jaqueta. Para verificar os resultados, as evidências de convergência da estrutura proposta são feitas, e simulações numéricas são apresentadas com medidas ruidosas e sem ruído, o que sugere a aplicação da abordagem proposta.
Este trabajo presenta una estructura de estimación para un reactor de tanque agitado en continuo, la cual se compone de un estimador basado en observador por modos deslizantes acoplado con un observador por modos deslizantes de alto orden. Todo el esquema permite la estimación robusta del estado y algunos parámetros, concretamente la concentración de la masa reactiva, el calor de reacción y el coeficiente global de transferencia de calor, a partir de la medición de las temperaturas al interior del reactor y de la chaqueta. Para verificar los resultados, se realizan pruebas de convergencia de la estructura propuesta, y se presentan simulaciones numéricas con mediciones ruidosas y sin ruido, lo que sugiere la aplicabilidad del enfoque planteado.
Este trabalho apresenta uma estrutura de estimativa para um reator de tanque agitado continuamente, que é composta por um estimador baseado em observador deslizante de modo acoplado com um alto ordem modo deslizante observador. Todo o esquema permite a estimativa robusta do estado e alguns parâmetros, a saber, a concentração da massa de reação, o calor da reação e o coeficiente de transferência total de calor, a partir da medição da temperatura no interior do reator e da jaqueta. Para verificar os resultados, as evidências de convergência da estrutura proposta são feitas, e simulações numéricas são apresentadas com medidas ruidosas e sem ruído, o que sugere a aplicação da abordagem proposta.
Keywords
Observers for Chemical Processes, Robust Observer Design, Sliding Mode Algorithms, Uncertain systems., Observadores para Procesos Químicos, Diseño de Observadores Robustos, Algoritmos de Modos Deslizantes, Sistemas con Incertidumbre., Observadores do Processo Químico, Projeto Observadores Robustos, Modos Deslizantes Algoritmos, Sistemas com a Incerteza.