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).