Diseño y desarrollo de control avanzado para un proceso industrial en dinámica de sistemas en un entorno de dinámica de sistemas

Abstract

Esta investigación doctoral aborda la mejora del análisis matemático de los modelos de simulación en Dinámica de Sistemas (SD), un área fundamental para la representación y el control de sistemas complejos. Los modelos tradicionales de SD, a pesar de su amplia aplicación, presentan limitaciones en su formalización matemática, lo que restringe la precisión del análisis y la eficacia en el control de estos sistemas. El problema central de la tesis radica en estas limitaciones, las cuales impiden un aprovechamiento óptimo de los modelos en diversos escenarios de simulación, especialmente cuando se enfrentan a sistemas no lineales y dinámicas complejas. En este contexto, el objetivo principal de la tesis es desarrollar una metodología avanzada y rigurosa que integre técnicas innovadoras, como el control moderno, el cálculo fraccionario y el cálculo conformable, con el fin de mejorar la representación matemática de estos modelos y fortalecer su capacidad de análisis y control. La investigación se organiza en cinco etapas sucesivas que abordan diferentes aspectos del proceso de modelado, análisis y control de sistemas dinámicos. La primera etapa consiste en un análisis detallado de los modelos tradicionales de SD, con el fin de identificar las limitaciones en su estructura matemática y proponer áreas de mejora que puedan formalizar de manera más precisa los modelos utilizados. En la segunda etapa, se procede a la obtención de la función de transferencia de los modelos de SD, lo cual permite representar de forma más clara y comprensible los comportamientos dinámicos del sistema bajo distintas condiciones de entrada y salida. Esta representación matemática facilita la predicción del comportamiento del sistema y ofrece una base sólida para el análisis de estabilidad y control. En la tercera etapa, se incorpora el control moderno mediante el espacio de estados y la técnica de Ackermann, lo que mejora la capacidad de ajustar.