NOMBRE DE LA MATERIA:                                Control avanzado de procesos.

CÓDIGO DE LA MATERIA:                                 IQ 604

DEPARTAMENTO:                                      Ingeniería química.

Carga total de horas teoría:       60 horas

Total de horas:                                   60 horas

Número de créditos:                   8 créditos

NIVEL DE FORMACIÓN:                      Posgrado

Tipo de curso:                                         Curso

Prerrequisitos:                                                     Ninguno

 

 

OBJETIVO GENERAL. 

 

                  Este curso tiene como objetivo general el de proporcionar los elementos y herramientas necesarias para aplicar esquemas de control avanzado en procesos químicos.

 

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

 

a)  Determinar las propiedades de controlabilidad y observabilidad en procesos químicos.

 

b)  Determinar si los procesos químicos a controlar son interactivos y en que grado..

 

c)  Determinar si los esquemas de control tradicionales son suficientes para satisfacer los requisitos de control.

 

d)  Analizar la posibilidad de aplicar esquemas de control avanazado en procesos químicos.

 

e)  Diseñar trayectorias óptimas de control en procesos químicos.

 

f)  Diseñar, desarrolar e implementar esquemas de estimación u observadores en procesos químicos.

                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONTENIDO TEMATICO:

 

 

UNIDAD I.     INTRODUCCION.                                                             (3 horas)

 

UNIDAD II.   MODELADO DE PROCESOS QUIMICOS                   (6 horas)       

            2.1. Modelos determinísticos

            2.2. Modelos empíricos

            2.3. Modelos aleatorios

 

UNIDAD III.   DESCRIPCION MATEMATICA DE SISTEMAS         (6 horas)

            3.1. La descripción de entrada - salida

                        3.1.1. Linealidad

                        3.1.2. Causalidad

                        3.1.3. Invariables en el tiempo

                        3.1.4. Matriz de funciones de transferencia

            3.2. La descripción en variables en el espacio del estado

            3.3. Sistemas en tiempo discreto

 

UNIDAD IV.  CONTROLABILIDAD Y OBSERVABILIDAD DE ECUACIONES

                        DINAMICAS LINEALES                                                   (3 horas)

            4.1. Independencia lineal de funciones en el tiempo

            4.2. Controlabilidad de ecuaciones dinámicas  lineales

            4.3. Observabilidad de ecuaciones dinámicas lineales

            4.4. Descomposición canónica de una ecuación dinámica lineal invariante en el                              tiempo

            4.5. Controlabilidad de salidas

 

UNIDAD V.   ESTABILIDAD DE SISTEMAS LINEALES.                   (6 horas)

            5.1. Criterios de estabilidad en terminos de la descripción entrada salida

            5.2. Criterio de Routh Hurwitz

            5.3. Estabilidad de ecuaciones dinámicas lineales

            5.4. Teorema de Lyapunov

 

UNIDAD VI.  INTERACCION DE SISTEMAS MULTIVARIABLES  (12 horas)

            6.1. Definición de interacción

            6.2. El arreglo de la ganancia relativa

            6.3. Grados de interacción

            6.4. Diseño de desacopladores dinámicos

            6.5. Diseño de desacopladores estáticos

            6.6. Resiliencia de sistemas dinámicos

            6.7. Método de Niederlinski

 

 

 

UNIDAD VII.METODOS DE CONTROL MULTIVARIABLE             (12 horas)

            7.1. Aplicaciones de la descomposición del valor singular

            7.2. Control de la matriz dinámica

            7.3. Control con modelo interno

            7.4. Control BLT

                       

UNIDAD VIII. CONTROL OPTIMO                                                       (12 horas)

            8.1. Introducción

            8.2. Un problema de control óptimo

            8.3. El principio máximo de Pontryagin

            8.4. Acotaciones de desigualdad

            8.5. El problema del regulador cuadrático lineal

                        8.5.1. El problema de Kalman

                        8.5.2. Solución analítica de la ecuación de Ricatti

           

UNIDAD VII. IDENTIFICACION DE ESTADOS Y PARAMETROS (12 horas)

            9.1. Conceptos fundamentales

            9.2. El filtro de Kalman

            9.3. El problema de suavizado

            9.4. El problema de predicción

            9.5. El filtro extendido de Kalman

            9.6. El filtro discreto de Kalman

            9.7. Estimación de los parámetros del modelo

            9.8. Robustez del filtro de Kalman.  

 

 

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

 

1.         Kailath, T.  Linear Systems. Prentice Hall. (1980)

 

2.         Lapidus, L. and R. Luus.  Optimal Control of Engineering Processes. Blaisdell (1967).

           

3.         Petkov, P.H., Christov, N.D., and Konstantinov, M.M. Computational Methods for

             Linear Control Systems.  Prentice Hall (1991)..

 

4.         Ray, W.H. Advanced Process Control. Mc Gra Hill (1980).

 

5.         Sage, A.P. and White, C.C. Optimal Systems Control. Prentice Hall (1977).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

 

1.         Gelb, T.  Applied Optimal Estimation.  MIT Press (1977).

 

2.         Denn. M.M. Optimization by Variational Methods.  Kruger (1972).

 

3.         Isidori, A.  Nonlinear Control Systems. Springer verlag (1994).

 

4.         Mc Avoy, T.A: Interaction Analysis. ISA (1985).

 

5.         Chen, T.J. Linear Systems Analysis.  Wiley (1990).