El Dr. Nicolas Hudon, Profesor Asistente del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Queens, Canadá, presentó su webinar “Integrating physics and control theory to enable new technologies” a estudiantes de la Universidad Autónoma de Guadalajara (UAG).
Éste fue Organizado por el Comité de Investigación del Decanato de Diseño, Ciencia y Tecnología de la institución y trató de cómo la necesidad de procesos químicos sostenibles plantea nuevos desafíos para el análisis y el diseño del control de procesos.
“En esta charla, primero presentamos resultados teóricos recientes en el área del control no lineal de sistemas termodinámicos y discutimos áreas futuras de investigación. Luego, se presentan ejemplos químicos específicos, incluidos los procesos en desarrollo. Se argumenta que la teoría del control, vista como un facilitador de la tecnología, es una herramienta esencial para la viabilidad de los procesos sostenibles. Se discutirán comentarios sobre la investigación actual y futura en el campo de los sistemas y la termodinámica”, dijo.
En la conferencia, explicó que a medida que la complejidad de los procesos físicos en estudio aumentó en las últimas décadas, la investigación en el campo de la PSE, y en particular el control de procesos, buscó desarrollar nuevas estrategias y, en general, marcos basados en modelos más evolucionados, para lograr el análisis y diseño de sistemas. para cumplir con los objetivos (dinámicos) de rendimiento y solidez.
Una ruta hacia este objetivo, siguió, fue desarrollar leyes de conservación detalladas para los balances de masa, momento, energía y entropía, con relaciones constitutivas adecuadas. Como resultado, surgió una paradoja desde el punto de vista de la ciencia de sistemas. Estos modelos detallados eran a menudo de aplicabilidad limitada en Ingeniería de Sistemas de Procesos debido a su complejidad.
Esto llevó a algunos investigadores a considerar modelos físicos con estructuras particulares conocidas para facilitar el análisis y el diseño, manteniendo al mismo tiempo un máximo de detalles y precisión del modelado.
El diseño de análisis y control para sistemas descritos, expuso, utilizando representaciones basadas en potencial, en particular Port-Hamiltonian Systems (PHS), surgió como un marco viable de modelado, simulación y control para sistemas de dimensión finita e infinita y sistemas tanto deterministas como estocásticos. Este enfoque es ahora fundamental para la teoría de control no lineal. El análisis de estabilidad, el diseño de control de retroalimentación y el diseño del observador se simplifican enormemente para sistemas dinámicos o sistemas interconectados modelados o reexpresados como PHS.
El análisis realizado en modelos PHS no se limita a la teoría de control, como lo ejemplifican las aplicaciones del campo de la integración numérica basada en la física, donde los principios de conservación se aplican para mejorar los métodos numéricos conocidos. Las aplicaciones de los métodos PSE a sistemas irreversibles, por ejemplo, sistemas de reacción y sistemas que generan entropía, plantean desafíos adicionales.
El académico en su conferencia mostró algunos modelos matemáticos en los que explicó los sistemas que se están usando para la innovación de los procesos y los estudiantes participaron en la charla virtual.
