Control Robusto de Orden Fraccionario de la Presión del Vapor en el Domo Superior de una Caldera Bagacera

Resumen

En el presente trabajo se desarrolla un controlador de orden fraccionario del tipo IDα-1 para el control robusto de la presión de vapor en el domo superior de una caldera bagacera, el cual posibilita aumentar la efectividad en el control, así como la eficiencia energética de estos equipos. La aplicación de un controlador de orden fraccionario se justifica por el hecho de que la dinámica del proceso objeto de estudio puede cambiar de forma drástica con la variación del calor especifico de combustión (I). Se obtiene un modelo matemático nominal de la variación de la presión de vapor en el domo superior de la caldera bagacera. Los resultados de validación del modelo matemático obtenido muestran un elevado grado de adecuación. Mediante estudios experimentales se estimó el rango de variación de los parámetros dinámicos del modelo matemático obtenido cuando el calor específico de combustión varía en el rango de operación [Imin,-1Imax]. El diseño del controlador IDα se realiza en base a especificaciones en el dominio de la frecuencia. Se muestran los resultados comparativos de simulación del sistema de control desarrollado con controladores IDα-1 vs PI e IDα-1 vs PID, en el sentido de exhibir el mismo comportamiento dinámico en lazo cerrado para las especificaciones de la planta nominal y en presencia de perturbaciones. Estos resultados demuestran que cuando la ganancia de la presión del vapor en el domo superior de la caldera bagacera presenta variaciones en-1el rango [Kmin, Kmax] el controlador IDα diseñado exhibe mejores prestaciones, así como una mayor robustez.