AUTOMATIZACION DE UNA AUTOCLAVE EMPLEANDO
TECNICAS DE CONTROL CLASICA Y AVANZADA
Leonardo Mora Aylas lmora@cip.org.pe Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.
Universidad Nacional de Ingeniería
Lima, Perú, 2003

Resumen
Se estudia el diseño y simulación del sistema de control de un proceso de esterilización en una autoclave de vapor saturado usando el controlador PID (método clásico) y el controlador óptimo cuadrático (método moderno), en la planta de conservas de la empresa Austral Group. El modelo de simulación utiliza las ventajas ofrecidas por la herramienta basada en el Simulink de MATLAB. Se desarrolla también una metodología experimental para determinar el modelo dinámico del proceso de esterilización. Los …ver más…

El control óptimo trata de determinar el “mejor” sistema de control empleando una técnica óptima de diseño. Esta técnica asume la formulación de una función de costo (o de rendimiento). El problema del control óptimo cuadrático estacionario implica determinar una adecuada ley de control óptima que sea capaz de trasladar la dinámica del proceso desde un estado inicial hacia un estado final deseado , con infinito. La ley de control óptima es el resultado de la minimización de la función de costo cuadrática discreta:
]

Figura 1. Diagrama Bloques de un Lazo Cerrado
Del cual se deduce la forma general del controlador PID:

, ,y son sus parámetros ganancia proporcional, tiempo integral, y tiempo derivativo respectivamente. donde Diseñar un controlador PID es sintonizar los parámetros del controlador, tal que permita regular adecuadamente la variable controlada.
Tradicionalmente, se aplican las reglas sugeridas por Ziegler y Nichols: la de oscilación, y la de la curva de reacción [5]. Ahora, con el soporte de la herramienta Simulink del MATLAB [6, 7], y conociendo el modelo dinámico del proceso, es posible encontrar valores que mejoren la sintonización. 2.2. El Controlador Óptimo Cuadrático.
Desarrollar la teoría del control avanzado implica conocer, ó reforzar, los tópicos del análisis matricial [8], del análisis