Diseño de un controlador PID adaptativo para el control de concentración en un reactor químico de tanque agitado continuo, bajo un entorno de simulación Hardware in the Loop. - Moreno Carlosama, Oscar Leonardo (2018)
El presente trabajo tuvo como objetivo el diseño e implantación de un controlador PID adaptativo por modelo de referencia para el control de concentración de un reactor químico de tanque agitado continuo mediante simulación en el software Matlab® e implementación a través del entorno Hardware in he Loop. Se partió del establecimiento del modelo matemático de la planta, luego se linealizó en un punto específico mediante series de Taylor para encontrar la función de transferencia que mejor represente al sistema, posteriormente se diseñó un controlador PID clásico a través del método de sintonización de Ziegler-Nichols con una entrada tipo escalón. El controlador PID adaptativo por modelo de referencia se planteó con la ley MIT, donde se escogió un modelo de referencia de segundo orden que cumpla las características requeridas por el diseñador y una ley de adaptación que disminuya el error entre el modelo de referencia y el set point. Los modelos matemáticos de la planta, controladores clásico y adaptativo se simularon en el toolbox Simulink, donde se evaluaron ante diferentes señales de entrada, sumando ruido al lazo de control. La implementación en el entorno Hardware in the Loop consistió en la programación de la tarjeta Arduino Due directamente desde la PC con el toolbox Simulink, tanto para el modelo de la planta, así como para los dos controladores. Estos se conectan mediante las entradas y salidas analógicas que poseen la tarjeta Arduino. Para validar el funcionamiento de los controladores se cuantificó el error a través de la técnica de Error Integral Absoluto (IAE), donde se demostró que el controlador PID adaptativo por modelo de referencia generó menor cantidad de error optimizando las variables de funcionamiento del reactor químico de tanque agitado. Es recomendable analizar a los controladores diseñados al interactuar con plantas reales encontradas en la industria.