Control predictivo no lineal basado en modelo por modo dual con estabilidad garantizada

Abstract

Resumen En este artículo se propone un Control Predictivo Basado en un Modelo no Lineal (NMPC) pero que opera por modo dual y con estabilidad garantizada. El modo dual se logra usando un controlador PI dentro de la región terminal del NMPC. Para el cálculo de la región terminal (Ω) y del dominio de atracción se usa la teoría de conjuntos y un algoritmo aleatorizado tipo Montecarlo. En la estrategia de conmutación NMPC al PI se restringen los elementos finales de control suavizando la conmutación. El NMPC por Modo Dual propuesto se implementa en simulación en un Reactor Continuamente Agitado, comparando su desempeño con el de un NMPC multivariable convencional y dos controladores PI. Se concluye que el NMPC por modo dual propuesto es la estrategia de control que además de tener estabilidad garantizada, presenta mejor desempeño. Abstract: This paper proposes a Nonlinear Model based Predictive Control (NMPC), with guaranteed stability using a dual mode Model based Predictive Control approach with a PI controller inside a terminal region. Within the formulation of this control strategy, a terminal region (Ω) and an attraction domain are calculated using invariant sets theory and a randomized Montecarlo type algorithm. In addition, this proposal is complemented with a commutation strategy to constrain final control elements smoothing controllers commutation. This Dual Mode NMPC multivariable control is implemented by simulation over a Continuous Stirred Reactor Tank and comparing Dual Mode NMPC with a conventional NMPC multivariable and with two PI controllers. Finally, this article concludes that the NMPC for dual mode is the control strategy that in addition to having stability guaranteed, presents a better performance.