Robust control approach for multivariable systems under delays, parametric uncertainty and external disturbances
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Date
2020
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Esta disertaci ón propone un nuevo esquema de control para sistemas multivariables
con o sin retardos de tiempos, perturbaciones externas e incertidumbre param
´ etrica. La metodología de diseño combina el enfoque de control robusto para
sistemas inciertos y el uso de observadores de alta ganancia para la estimación y
atenuación de perturbaciones en línea. En la etapa de control feedback se propone
el uso de controladores QFT, controladores PI robustos de 2 grados de libertad y
controladores reset, con el fin de lograr especificaciones robustas de rendimiento y
estabilidad en presencia de incertidumbre en los parámetros del modelo de planta.
En la etapa de control feedforward se plantea el diseño de observadores GPI ya que
debido a su característica de reconstrucci ón de variables de fase y estimación de un
número finito de derivadas de la perturbaci ón proporcionan propiedades de mitigaci
ón o rechazo de perturbaciones, seguimiento de trayectoria, rendimiento robusto
y estabilizaci ón de salida.
El esquema de control propuesto fue validado con ´ exito en un fotobiorreactor experimental
disponible en la Universidad de Almería (Espa˜ na), en donde se obtuvo
una mejora significativa en la precisi ón de la regulaci ón del pH del cultivo de microalgas
y, en consecuencia, una influencia positiva en la producción de biomasa.
También se realizaron validaciones num´ ericas en modelos multivariables no lineales,
que incluye un proceso de refrigeraci ón de un ciclo, un modelo de turbina e´ olica
marina disponible en la Universidad de Stuttgart (Alemania) y el modelo UVA/Pádova
de la Universidad de Virginia (EEUU) para la regulaci ón de glucosa en pacientes
con diabetes Mellitus tipo 1. En todos los casos se verifica que el esquema de control
propuesto presenta estabilidad y desempeño robusto a pesar de las perturbaciones
externas, incertidumbre param´ etrica y retardos de tiempo.
Description
Keywords
Control Robusto, Rechazo Activo de Perturbaciones, Observadores
GPI, Sistemas Inciertos, Sistemas con Retardo.