Formalismo para la síntesis de sensores virtuales basados en un modelo maestro de base fenomenológica

En esta tesis se propone una estructura de estimación de estado y parámetros para procesos químicos, la cual se basa en la información a priori que se tiene del proceso y en la combinación de estimadores clásicos cuyo diseño es de fácil comprensión. La estructura propuesta permite realizar los diseños del observador de estado y los estimadores de parámetros de forma independiente, lo cual simplifica el cálculo de las ganancias que ellos requieren. El método de diseño se basa principalmente en el análisis del modelo del sistema, más que en la solución de una gran estructura matemática de estimación de estado y parámetros, lo cual permite diseñar con un mejor criterio el tipo de estimador de estado requerido y definir los parámetros críticos que se deben estimar. El análisis de la estructura propuesta se realiza con un modelo no lineal de un reactor de tanque agitado en continuo (CSTR) que tiene tres variables de estado; sin embargo, los resultados obtenidos pueden ser fácilmente extendidos a otro tipo de procesos con estructuras de modelos similares. De hecho, en este trabajo también se aplica la metodología en un modelo de gasificador de carbón en lecho fluidizado presurizado con 10 variables de estado. Los resultados obtenidos con la estructura propuesta son satisfactorios y mejores que los arrojados por estimadores de estado clásicos. / Abstract: In this thesis is proposed a structure of state and parameters estimation for chemical processes, which is based on a priori information that is had of the process, and in the combination of classic estimators which design is of easy understanding. The proposed structure allows realizing the designs of the state observer and the estimators of parameters of independent form, which simplifies the calculation of the gains that they require. The design method is based mainly on the model system analysis, more than in the solution of a large mathematical structure parameters state estimation, which allows to design with, a better criterion, the type of required state estimator and to define the critical parameters considered for estimation. The analysis of the proposed structure is realized with a nonlinear model of a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) that has three state variables; nevertheless, the obtained results can easily be extended to other type of processes with similar model structures. In fact, in this work, the methodology is also applied to a model of coal gasifier with 10 state variables. The results obtained with the proposed structure are satisfactory and better than the obtained with classic state estimators.

• Autores: Botero Castro, Héctor Antonio
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2010
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/7243
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/7243; http://bdigital.unal.edu.co/3581/
• Palabra clave: 33 Economía / Economics; Teoría de la estimación; Sistemas no lineales; Control de procesos; Filtración Kalman; Gasificación del carbón; Fluidización; sensores virtuales
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional