Controladores digitales basados en predictor para sistemas con retardos variables en el tiempo

Abstract

Los sistemas con retardos temporales aparecen frecuentemente en aplicaciones prácticas de control de procesos. Éstos deben ser considerados en el análisis y diseño de los controladores, ya que de no ser tenidos en cuenta, la respuesta del sistema puede llegar a degradarse o volverse inestable, especialmente si el sistema a controlar es inestable. Se pueden encontrar numerosas aportaciones en la literatura dentro de este campo, tanto para sistemas continuos como discretos, que se pueden clasificar bajo dos tendencias: reutilización de los esquemas clásicos de control y diseño de esquemas de control específicos para sistemas con retardos. Este último se conoce en la literatura como Compensadores de Tiempo Muerto (DTC), y cabe distinguir al respecto el Predictor de Smith (SP), y la técnica de Asignación Finita del Espectro (FSA). La principal característica de éstas, es que en ausencia de incertidumbres, el retardo es eliminado de la ecuación característica del sistema en bucle cerrado. En la presente tesis, se aportarán nuevas contribuciones en el análisis y diseño de controladores para procesos discretos con retardos variables en la entrada y la salida. Concretamente, la idea es aplicar un esquema de control basado en la realimentación de la predicción futura del estado (implementación discreta del esquema de control FSA), denominado predictor, a partir del modelo discreto del proceso, y comparar las prestaciones obtenidas con respecto a otros esquemas de control propuestos en la literatura. El éxito del controlador basado en predictor ha sido constatado previamente sobre sistemas con retardos fijos, pero no hay estudios concluyentes ante retardos variables. Aspectos tales como la estabilidad y la robustez frente a incertidumbres en el modelo y en el retardo serán objeto de estudio. Finalmente, los resultados obtenidos se han implementado sobre una plataforma experimental, donde se verifica la mejora introducida por el uso de este tipo de esquema de control.