Control por modos deslizantes para un modelo simplificado del proceso de incineración de residuos sólidos

Abstract

El presente documento aborda el problema de controlar la din´amica de un modelo simplificado para incineraci´on de biomasa, a partir de t´ecnicas de control robusto en el espacio de estados para compensar variaciones param´etricas. Tomando como referencia el modelo formulado por [36] en t´erminos de ecuaciones diferenciales ordinarias para describir la din´amica de un incinerador de residuos s´olidos de tipo biomasa, se realiza ajuste de par´ametros del modelo a datos generados empleando un simulador compatible con el fen´omeno f´ısico. Dicho procedimiento correspondi´o con un algoritmo de m´ınimos cuadrados recursivos, aplicado sobre el error de estimaci´on en r´egimen permanente para las variables relevantes del proceso, determinando a su vez las condiciones nominales de operaci´on. Posteriormente, se analiz´o el comportamiento del sistema ante perturbaciones aplicadas en la humedad de la biomasa bajo la acci´on de controladores PID semi-global (empleando ganancias programadas) y de linealizaci´on por realimentaci´on, siendo esta ´ultima vulnerable ante una perturbaci´on adicional sobre el poder calor´ıfico del combustible. Por tanto, fue necesario complementar dicha t´ecnica a trav´es del dise˜no e implementaci´on de una acci´on de control multivariado por modos deslizantes, generando robustez e incremento en la capacidad de respuesta del sistema controlado en un modo global y estable. Al final del documento se compara la repuesta din´amica del sistema seg´un las diferentes estrategias de control ante perturbaciones seleccionadas y variaciones param´etricas. Trabajo complementario incluye la utilizaci´on de combusti´on controlada de biomasa para efectos de cogeneraci´on energ´etica a partir de motores de combusti´on externa.