Optimal Linear Control Applied to a pH and Volume Control Process: An Economic Feasibility Assessment
DOI:
https://doi.org/10.61467/2007.1558.2027.v18i1.1485Keywords:
Modelo lineal, control por realimentación de estados, control de pH, linear model, state-feedback control, pH controlAbstract
This work presents a linear control strategy applied to an agitated tank reactor for pH and volume regulation, based on the linearization of a mathematical model in which both concentration and volume are considered time-varying variables. The linearization is performed around an operating point in order to compute the gains of an LQR controller. Different penalty matrices Q and R are evaluated to obtain different closed-loop plant performances. The pH setpoints were selected according to the Mexican Official Standard NOM-002-SEMARNAT-1996. The simulation results provide evidence of the feasibility of the proposed approach.
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Título en español:
Control lineal óptimo aplicado a un proceso de control de pH y volumen: evaluación de viabilidad económica
Resumen:
Este trabajo presenta una estrategia de control lineal aplicada a un reactor de tanque agitado para la regulación del pH y el volumen, basada en la linealización de un modelo matemático en el que tanto la concentración como el volumen se consideran variables dependientes del tiempo. La linealización se realiza en torno a un punto de operación con el fin de calcular las ganancias de un controlador LQR. Se evalúan diferentes matrices de penalización Q y R para obtener distintos desempeños de la planta en lazo cerrado. Los valores de referencia de pH se seleccionaron de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-002-SEMARNAT-1996. Los resultados de simulación proporcionan evidencia de la viabilidad del enfoque propuesto.
Palabras Claves:
Modelo lineal, control por realimentación de estados, control de pH, control de volumen, LQR, viabilidad económica.
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