Análisis y control de un reactor de lecho fijo anaerobio de flujo ascendente en un esquema de reacción de dos etapas.

Abstract

En este trabajo se presenta el estudio de la dinámica no lineal y de algunos sistemas de control para un reactor de lecho fijo anaerobio de flujo ascendente. A nivel real este tipo de reactor es utilizado para el tratamiento de aguas residuales, sin embargo en el presente trabajo se utilizó el correspondiente modelo dinámico comprendido por cuatro ecuaciones diferenciales, tanto para la parte de análisis como de control, y no se llegó a la fase de experimentación. En la parte de análisis se estudió el comportamiento no lineal del sistema, incluyendo el estudio de los equilibrios y las bifurcaciones bajo variación de la velocidad de dilución D. En la parte de control se utilizaron dos sistemas de control no lineal: linealización por realimentación y control adaptativo. Para la linealización por realimentación se desarrolló la ley de control para el modelo no lineal y se estudió la estabilidad de las variables de estado mediante las formas normales. Se utilizaron dos modalidades clásicas del control adaptativo: el regulador auto sintonizado y el sistema adaptativo por modelo de referencia.

In this work, the nonlinear dynamics and nonlinear control for an anaerobic upflow fixed bed reactor, are presented. In the real processes, this reactor is used for the wastewater treatment. Nevertheless, the study is based on the the dynamic model in four differential equations, and there was not experimental work. For the nonlinear dynamics the nonlinear behavior is explored, including the equilibrium points and bifurcations under variation of the dilution rate D. Two control systems are considered: the feedback linearization and the classic adaptive control. For the feedback linearization the control law was developed accounting for the nonlinear model, and the stability of the state variables is analyzed by means of the normal forms. Two classic modalities of adaptive control were used: the self tuning regulator and the model reference adptive system.