Introduccion Al Control Adaptativo

CONTROL ADAPTATIVO

ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE

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TEMA 1:Introduccin al Control

Adaptativo

CONTROL ADAPTATIVO

Prof. Jos E. Rengel H.

09/06/2014

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CONTROL ADAPTATIVO


CONTROL ADAPTATIVO

El control adaptativo es un tipo especial decontrol realimentado no-lineal en que losestados del proceso pueden ser separados endos categoras, que cambian en diferentesvelocidades:

estados lentos: parmetros del regulador;estados rpidos: realimentacinconvencional.

Las primeras investigaciones se iniciaron em losaos 50

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CONTROL ADAPTATIVO


Controlador Proceso

Modelo de Referencia

yur

parmetros delcontrolador

Ley de Adaptacin

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lazo interno

lazo externo

ym

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CONTROL ADAPTATIVO


CONTROL ADAPTATIVO

Aplicado a sistemas con grandes variaciones deparmetros o condiciones de operacin:

o robots manipuladores,o navoso avioneso sistemas biomdicos

Existen varios esquemas de control adaptativo,entre los cuales se destacan:

o escalonamiento de gananciaso sistemas adaptativos por modelo dereferencia

o reguladores Auto-Ajustables

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CONTROL ADAPTATIVO


CONTROL ADAPTATIVO

Regulador adaptativo genrico

MECANISMO DE AJUSTE

REGULADOR PLANTAy

ru

q

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CONTROL ADAPTATIVO


ESCALAMIENTO DE PASOS (GAIN SCHEDULE)

Idea: compensar las variaciones en el procesomudando los parmetros del controlador enfuncin de las condiciones de operacin

Controlador Proceso

Escalador de Ganancias

Condicin de operacin

yur

parmetros del controlador

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CONTROL ADAPTATIVO


ESCALAMIENTO DE PASOS (GAIN SCHEDULE)

La desventaja es que el controlador porescalamiento hace una compensacin en mallaabierta.

La principal ventaja es el cambio rpido de losparmetros del controlador, pues no hay lanecesidad de estimacin de lo mismo.

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CONTROL ADAPTATIVO


CONTROL POR MODELO DE REFERENCIA

REGULADORr

PLANTA

MECANISMO DE AJUSTE

yp

MODELO DEREFERENCIA

ym

parametros del regulador

u

+-

error

=[=[=[=[1,1,1,1,2 , . . ,2 , . . ,2 , . . ,2 , . . ,n]]]]

lazo de control

lazo de adaptacin

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CONTROL ADAPTATIVO


CONTROL POR MODELO DE REFERENCIA

El desempeo deseado para la planta esespecificado por un modelo de referencia.

Los parmetros del controlador son ajustadosbasados en la diferencia entre la salida de laplanta y la salida de modelo de referencia.

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CONTROL ADAPTATIVO


CONTROL AUTO AJUSTABLE

ESTIMADOR

PLANTAREGULADOR

ru y

CALCULO

DEL

REGULADOR

especificaciones

parametros

del regulador

parmetros de la planta

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CONTROL ADAPTATIVO



Asume que el proceso tiene parmetrosconstantes, pero desconocidos;

La idea es separar la estimacin de losparmetros del proyecto del controlador;

La parmetros desconocidos son estimados entiempo real;

Estos parmetros estimados son tratados comosi fuesen los verdaderos (principio de laequivalencia a la certeza);

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CONTROL ADAPTATIVO



El bloque Clculo del regulador representa unasolucin on line del problema de control paraun sistema con parmetros desconocidos;

Los mtodos de clculo ms usuales son:o Mnima variancia;o Colocacin de polos;o Linear cuadrtico;

Diferentes combinaciones de mtodos deestimacin y mtodos de clculo conducen areguladores con diferentes propiedades.

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CONTROL ADAPTATIVO



Indirecto (explcito):Los parmetros del proceso son estimados y,entonces, son utilizados para seleccionar losparmetros del regulador.

Directo (implcito):Se obtiene a travs de una re-parametrizacindel modelo en trminos de los parmetros delregulador, permitiendo la estimativa directa deestos ltimos.

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CONTROL ADAPTATIVO


EJEMPLO: TANQUE CNICO

gh2aqdh)h(Adtd

in

h

0=

Linealizando en el punto de operacin qin0 , h0

)h(Agh2a

)h(Aq

dt)t(dh in

=

( ) ( )0ininPOin

0PO

POqq

qhhh

hhhh

+

+&&

&&

qin

qout

hA(h)

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CONTROL ADAPTATIVO



( ) ( )0ininPO

0

PO

0 qq)h(A1hh)h(Ah2

g2ahh += &&

+

=

+

=

s

h)h(A2gh2a

s

)h(A1

)s(Q)s(H

00

0

0

in

in000

0 q)h(A1h

h)h(A2gh2a

h +=&

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CONTROL ADAPTATIVO



Usando un controlador PI:

sTKK

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++

s

+

-

+

++

+

+

=

ssTKK1

ssTKK

)s(G

i

iMF

( )( ) +++

+=

KsKTTsTKsKT)s(G

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i

iMF

2nn

2

2n

MFs2s

)s(G++

=

=

=

2n

ni

n

2T

2K

La ganancia del controlador es proporcional al rea de la seccin del tanque.

Introduccion Al Control Adaptativo

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