Control predictivo lineal en un reactor de tanque agitado continuo

Linear predictive control in a continuous stirred tank reactor

En este trabajo se aplica el control predictivo basado en modelos (MPC) en un proceso industrial, a fin de ampliar la utilización de técnicas avanzadas de control en la formación de pregrado de la carrera ingeniería en automática en la Universidad de Oriente (Santiago de Cuba, Cuba). El proceso al cual se aplica el MPC es un reactor de tanque agitado continuo (CSTR) en el cual se controla la concentración del producto A (C_A) manipulando el caudal de refrigerante (q_c). El diseńo y simulación del controlador predictivo se realizaron con la utilización del programa MATLAB. Los resultados de la simulación muestran la potencialidad del control predictivo en el manejo de restricciones desde la fase de diseńo del sistema de control al lograr un desempeńo apropiado de este sistema lineal.

Control predictivo distribuido basado en modelos y teoría de juegos : un enfoque para sistemas de control a gran escala

Game theory based distributed model predictive control : an approach to large-scale systems control

Los sistemas de gran escala son aquellos conformados por diferentes elementos interactuando entre sí. Cada uno de estos elementos tiene asignado un controlador local encargado de decidir las acciones de control locales que deben ser aplicadas con el fin de alcanzar un objetivo. Por lo general, estas acciones son tomadas sin tener en cuenta su efecto en el comportamiento de los demás elementos ni en el desempeńo global del sistema. Este comportamiento puede llevar al sistema a puntos de operación indeseables. Con el ánimo de resolver este problema, el control de sistemas de gran escala se ha venido formulando como un problema de optimización con restricciones, siendo el control predictivo basado en modelos la estrategia más promisoria para este tipo de sistemas.

Sin embargo, debido a que el control predictivo basado en modelos es una estrategia fundamentada en optimización, no es posible su aplicación directa a sistemas de gran escala, ya que típicamente el control predictivo se implementa de forma centralizada y esto requiere la transmisión de grandes volúmenes de información y el uso de un alto poder computacional. Por tales motivos, los métodos de control distribuido basados en controladores predictivos surgen como una alternativa para su implementación en sistemas de gran escala.

A pesar de los esfuerzos dedicados al diseńo de estrategias de control distribuido basadas en control predictivo, la cooperación entre subsistemas sigue siendo un problema de investigación abierto. Con el fin de superar este problema, la teoría de juegos surge como un marco teórico alternativo para formular y caracterizar el problema de control predictivo distribuido.  

La teoría de juegos es una rama de las matemáticas aplicadas dedicada a identificar patrones de comportamiento en situaciones estratégicas, donde el beneficio percibido por cada uno de los individuos involucrados está determinado tanto por sus decisiones como por las que toman los demás individuos. En esta investigación se propone una estrategia de control predictivo distribuida basada en juegos de negociación. Sin entrar en detalles, un juego de negociación es una situación en la que varios individuos deciden de manera conjunta qué estrategia es la mejor para alcanzar un beneficio mutuo. El uso de este tipo de juegos como marco de referencia permite tratar el problema de cooperación entre subsistemas usando control predictivo distribuido.