MODELADO Y CONTROL DE UN TURBO SOPLADOR

Abstract

En esta tesis se obtiene un modelo estático de un turbo soplador de velocidad variable. Este modelo estático es utilizado para simular el comportamien- to dinámico de un circuito neumático compuesto por un turbo soplador, una válvula de entrada, una válvula de salida y la tubería correspondiente a una ins- talación de docencia e investigación que emula un sistema típico de extracción de gases industriales. Para ello, el sistema completo es modelado fenomenológi-camente, obteniéndose un modelo capaz de reproducir el fenómeno de surge presente en este tipo de sistemas neumáticos. Dado que el comportamiento dinámico del sistema es multivariable y normalmente no lineal, presentando una zona estable limitada por la línea de surge, se sintoniza un controlador de flujo PI en base a un modelo lineal de primer orden obtenido a partir de la respuesta a escalón en un punto de operación estable específico, el cual presenta un correcto desempeo de lazo cerrado solo para el punto de operación que fue sintonizado. Para superar esto, se propone y evalúa mediante simula- ción una innovadora estrategia de control PI y GPC mediante planificación de ganancia basada en dos modelos lineales experimentales, lo que permite un seguimiento de referencia en cualquier punto de operación de la zona estable. El desempeo de seguimiento de referencia ante perturbaciones de entrada y salida del sistema es analizado para ambas estrategias de control, logrando un mejor desempeo que la estrategia usual de control PI sintonizado en base a un único modelo lineal. La implementación de estos controladores se realiza en un PLC Micrologix 1400 Rockwell Automation en el Laboratorio de Termofluidos del Departamento de Mecánica, con el objetivo de evaluar experimentalmente el correcto funcionamiento del esquema de control propuesto.