A Generalized LMI Formulation for Input-Output Analysis of Linear Systems of ODEs Coupled with PDEs

In this paper, we consider input-output properties of linear systems consisting of PDEs on a finite domain coupled with ODEs through the boundary conditions of the PDE. This framework can be used to represent e.g. a lumped mass fixed to a beam or a system with delay. This work generalizes the sufficiency proof of the KYP Lemma for ODEs to coupled ODE-PDE systems using a recently developed concept of fundamental state and the associated boundary-condition-free representation. The conditions of the generalized KYP are tested using the PQRS positive matrix parameterization of operators resulting in a finite-dimensional LMI, feasibility of which implies prima facie provable passivity or L2-gain of the system. No discretization or approximation is involved at any step and we use numerical examples to demonstrate that the bounds obtained are not conservative in any significant sense and that computational complexity is lower than existing methods involving finite-dimensional projection of PDEs

A bounded positive nonlinear PI controller for double-pipe heat exchangers

"In this work, temperature regulation of double-pipe heat exchangers is considered. The positive (unidirectional) and bounded features of the flow rate input variable are taken into account in the analysis. As a result, a bounded positive PI-type control scheme, which achieves the regulation objective avoiding input saturation, is proposed. It turns out to be a simple algorithm that does not need to feed back the whole state vector, that does not depend on the exact value of the system parameters, and whose stabilization character is global in the closed-loop system state-space domain. Moreover, it may be applied to both flow configuration cases, i.e., countercurrent and parallel-flow heat exchangers. The analytical developments are corroborated through experimental and simulation results.

Una revisión de los métodos más frecuentes para la estimación del estado en procesos químicos

En este artículo se muestra una revisión de algunos métodos propuestos en la literatura para la estimación del estado en procesos químicos. La revisión se hace sólo para el caso de estimadores de estado con tiempo de muestreo fijo. El análisis se hace considerando los tipos de estimadores, los tipos de modelos utilizados por los estimadores, las aplicaciones que se le han dado a los estimadores y las ventajas y limitaciones de los mismos. Finalmente, se muestra un problema real que necesita la estimación de estado en un proceso industrial

Principios y directrices para la gestión de riesgo ambiental de una línea de llenado y envasado en botella de vidrio, en una empresa de bebidas, para una producción más limpia

Establecer principios y directrices para la gestión de riesgo ambiental en una línea de llenado y envasado en botella de vidrio, en una empresa de bebidas, para una producción más limpia. Definir la situación ambiental en la línea de llenado y envasado en botella de vidrio

Principios y directrices para la gestión de riesgo ambiental de una línea de llenado y envasado en botella de vidrio, en una empresa de bebidas, para una producción más limpia

Establecer principios y directrices para la gestión de riesgo ambiental en una línea de llenado y envasado en botella de vidrio, en una empresa de bebidas, para una producción más limpia, así definir la situación ambiental en la línea y determinar los riesgos ambientales y diagnosticar los costos del proceso de producción

Conception et simulation du fonctionnement d’une unité de stockage/déstockage d’électricité renouvelable sur méthane de synthèse au moyen d’un co-électrolyseur à haute température réversible : Approches stationnaire et dynamique

The objective of this thesis is to design, evaluate the energetic performance and study the transient behavior during heating and startup operations of a reversible process Power To Gas process which is a solution for the integration of renewable electricity in the energy mix. Steady state models are first established in Aspen plus. Assessment of energetic performance shows that 66.7% of the electrical energy is stored as a Synthetic Natural Gas and the losses are caused mainly by the converting steps: the AC/DC, co-electrolysis and methanation conversions. Electricity production (Gas to Power) is performed by reversing the RSOC in SOFC mode fueled by synthesis gas (CO and H2) produced in a tri-reformer. This process is energetically autonomous and produces untapped heat which causes its 40% low efficiency. A study of the transient response during heat-up and start-up operations is conducted through the development of dynamic models of reversible co- electrolyzer, reactors and heat exchangers by using Matlab and Dymola softwares. The results allow to specify the energetic penalty and to review the architecture of predefined process in steady state. Several strategies have been studied to optimize the time and the energy consumption. It turned out that the RSOC is the slowest component (60% of total time) with the most energetic consumption (71% of total energy) because of the amount of gas used in heat-up operation and the significant time that must be respected in order to ensure an increase in temperature that prevents the cells deterioration.L'objectif de cette thèse est de concevoir, d'évaluer les performances énergétiques et d'étudier le comportement en régime transitoire pendant les opérations de chauffage et de démarrage d'un procédé réversible Power To Gas qui est une solution pour l'intégration des énergies renouvelables dans le mix énergétique. L'évaluation des performances énergétiques montre que 66,7% de l'énergie électrique entrante est stockée sous forme de substitut du gaz naturel et que les pertes concernent principalement les étapes de conversion en particulier la conversion AC/DC, la co-électrolyse et la méthanation. Le déstockage de l'électricité (Gas To Power) est réalisé en inversant le RSOC en mode SOFC alimenté par le gaz de synthèse (H2 et CO) produit dans un tri-reformeur. Ce procédé est autonome énergétiquement et produit de la chaleur inexploitée qui est à l'origine de sa faible efficacité de 40%. Une étude de la réponse en régime transitoire est conduite en développant des modèles dynamiques du co-électrolyseur réversible, des réacteurs et des échangeurs par le biais de deux logiciels: Matlab et Dymola. Les résultats permettent de préciser la pénalité énergétique et de revoir l'architecture du procédé prédéfinie en régime stationnaire. Plusieurs stratégies ont été étudiées afin d'optimiser le temps de démarrage et l'énergie consommée. Il s'est avéré que le RSOC est le composant qui consomme le plus d'énergie (71% de l'énergie totale) et qui nécessite le plus de temps de démarrage (60% du temps total) à cause de la quantité du gaz utilisée pour le chauffage et du temps important qu'il faut respecter afin d'assurer une augmentation en température progressive qui évite la détérioration des cellules