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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
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
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
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
Controlador Proceso
Modelo de Referencia
yur
parmetros delcontrolador
Ley de Adaptacin
e
lazo interno
lazo externo
ym
CONTROL ADAPTATIVO
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CONTROL ADAPTATIVO
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
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
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
CONTROL ADAPTATIVO
Regulador adaptativo genrico
MECANISMO DE AJUSTE
REGULADOR PLANTAy
ru
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CONTROL ADAPTATIVO
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
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
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
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 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 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
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CONTROL AUTO AJUSTABLE
ESTIMADOR
PLANTAREGULADOR
ru y
CALCULO
DEL
REGULADOR
especificaciones
parametros
del regulador
parmetros de la planta
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CONTROL ADAPTATIVO
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CONTROL AUTO AJUSTABLE
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
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CONTROL AUTO AJUSTABLE
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
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
CONTROL AUTO AJUSTABLE
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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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
ESPECIALIZACIN EN CONTROL AUTOMTICO E INFORMTICA INDUSTRIALDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD UNIVERSIDAD DE ORIENTE
EJEMPLO: TANQUE CNICO
( ) ( )0ininPO
0
PO
0 qq)h(A1hh)h(Ah2
g2ahh += &&
+
=
+
=
s
h)h(A2gh2a
s
)h(A1
)s(Q)s(H
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0
0
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in000
0 q)h(A1h
h)h(A2gh2a
h +=&
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CONTROL ADAPTATIVO
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EJEMPLO: TANQUE CNICO
Usando un controlador PI:
sTKK
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++
s
+
-
+
++
+
+
=
ssTKK1
ssTKK
)s(G
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iMF
( )( ) +++
+=
KsKTTsTKsKT)s(G
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iMF
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MFs2s
)s(G++
=
=
=
2n
ni
n
2T
2K
La ganancia del controlador es proporcional al rea de la seccin del tanque.
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