Control por Modo Deslizante Super-Twisting en Reactores Continuos de Tanque Agitado

Abstract

En este trabajo, se presenta un controlador por modo deslizante Super-Twisting en tiempo continuo (ST-SMC) con el fin de regular la temperatura y concentración en un reactor continuo de tanque agitado (CSTR). La metodología propuesta mejora la robustez y la suavidad de la señal de control usando un marco de estabilidad de Lyapunov y una estructura derivativa filtrada que atenúa oscilaciones sin afectar la convergencia en tiempo finito. A diferencia de los controladores PID y modos deslizantes clásicos, el diseño propuesto mantiene un seguimiento robusto ante incertidumbres paramétricas, no linealidades y perturbaciones no coincidentes. Las simulaciones en MATLAB-Simulink muestran reducciones de 42% en ISE, 37% en IAE y más del 80% en oscilaciones. El análisis de Lyapunov garantiza la estabilidad global y la convergencia en tiempo finito. Por lo tanto, la estrategia logra un equilibrio entre robustez, adaptabilidad y suavidad, constituyéndose como una alternativa sólida para la implementación en tiempo real en procesos termoquímicos no lineales, donde los controladores tradicionales no aseguran simultáneamente estabilidad y eficiencia energética.