Concepto de sistema híbrido

Los sistemas híbridos surgieron como una respuesta a la necesidad de integrar los modelos dinámicos de subsistemas de diferentes naturalezas. Un sistema híbrido es aquél donde existen varios modos de operación, de dinámica continua en el tiempo, y transiciones entre dichos modos, que ocurren en ciertos instantes, bajo ciertas condiciones. Estas transiciones son descritas a través de modelos dinámicos de tipo discreto. En pocas palabras, los sistemas híbridos integran dinámicas continuas y discretas.

Por ejemplo, en un proceso de fabricación podría encontrarse un robot con diversos tiempos de ejecución para trayectorias distintas, que transporta una pieza que en la etapa siguiente será sometida a un proceso químico o térmico. Luego, la pieza será sometida a un proceso de acabado; posteriormente, será montada en otra pieza que proviene de un proceso de inyección de plástico con el que debe sincronizarse; y así sucesivamente. Los procesos pueden ser modelados por ecuaciones que describen su dinámica en forma continua en el tiempo y son iniciados por ciertos eventos o condiciones, como cuando la pieza alcanza ciertas especificaciones o llega a cierta posición en el espacio de trabajo, entre otras posibilidades. Ello implica que existen transiciones discretas entre diferentes procesos descritos por dinámicas continuas en el tiempo. En un proceso como el anterior, puede ser de interés controlar una variable común a todos los subsistemas, como el consumo de energía o el tiempo total empleado en la fabricación del producto. Para ello, se necesita disponer de un modelo único donde se consideren tanto los modelos de los subsistemas como sus interacciones. Obtener un modelo relativamente simple de la dinámica del sistema completo puede ser una tarea ardua y es en este punto donde los modelos híbridos son de gran utilidad.