Modelado, Monitorización y Control Óptimo en Tiempo Real de Cavidades de Microondas para el Sinterizado de Materiales

RESUMEN :

En el presente proyecto se desarrollan técnicas de modelado, monitorización y control para procesos de sinterizado de materiales por microondas. Dicha técnica es una nueva aplicación surgida como método alternativo que presenta una serie de ventajas frente a los métodos de sinterizado convencionales:

1. Rápida distribución del calor de manera uniforme.
2. Los materiales requieren mucha menor energía para ser sinterizados con microondas que con métodos convencionales.
3. Los procesos de difusión del calor se intensifican con el uso de las microondas.
4. Se alcanzan velocidades de calentamiento mucho mayores y por tanto el tiempo de sinterizado se reduce.
5. Mayor densidad en el material sinterizado, así como una mejor distribución de las partículas.
6. Mejores propiedades físicas y mecánicas de los productos sinterizados.

 
Los objetivos planteados en el proyecto engloban:
 

• Construcción de una cavidad de microondas prototipo que incorpore los elementos de medida y actuación necesarios para poder automatizar el proceso de sinterizado de materiales.
• Desarrollo de modelos matemáticos dinámicos no lineales que permitan describir el comportamiento de la temperatura de los materiales a sinterizar.
• Simplificación de los modelos matemáticos no lineales para la adaptación de los mismos a las técnicas de sistemas de control basadas en algebra lineal, como estructuras PID y espacio de estados.
• Diseño de estrategias de control lineal basadas en optimización que permitan gestionar sistemas MISO de manera robusta.
• Diseño de estrategias de control no lineal basadas en optimización que permitan gestionar sistemas MISO de manera robusta.
• Implementación de los algoritmos de control basados en los diseños previamente planteados para poder ser integrados en los sistemas de control.
• Diseño de los sistemas auxiliares que permiten interconectar el sistema físicos (actuadores y sensores) al sistema de control implementado mediante una aplicación software.
• Desarrollo de una aplicación informática (SCADA) basada en el software LabView que permita la monitorización, control y optimización de todo el sistema de sinterizado de manera autónoma.
   

Dado el carácter del proyecto es precisa una aproximación multidisciplinar. El equipo está formado por investigadores adscritos al Instituto ITACA, y del Grupo de Control Predictivo y Optimización Heurística (CPOH) del Instituto Universitario de Automática e Informática Industrial (ai2).