Fundamentos y Diseño de Sistemas de Control: Multivariable y Óptimo
Control Multivariable (CM)
Principio de Funcionamiento:
- Obtención del **modelo matricial** o **modelo de estado**.
- **Técnicas de inversión de modelo** o **desacoplamiento**.
- Para **modelos matriciales**, resolución del **emparejamiento**.
Problemas:
El más habitual (los **estados**) supone una **nueva herramienta de control** (no hay función de transferencia, **FDT**). Requiere un **nivel medio de control** y una **gran potencia de cálculo** en el controlador.
Control Óptimo (CO)
Principio de Funcionamiento:
- Determinar el **punto nominal** que **minimiza o maximiza** una **función de costes**.
- **Índice**: función de precios, demandas, **acciones de control**, medidas, estrategias, etc.
Problemas:
**Matemáticamente muy complejos**. Requieren un **nivel de información e interconexión muy elevado** y una **gran potencia de cálculo** en el controlador.
Elección del Nivel de Control: CRB, CRA, CM, CO-OL
Consideraciones Previas:
- **Simultáneo al diseño del proceso**.
- Reducir al máximo la **magnitud, número y frecuencia de las perturbaciones** (ej. **aislamientos térmicos**, calidad de generaciones, estabilizadores, **posición de sensores**, etc.).
- Especial esfuerzo en la **reducción de ruidos de medida** (ej. **lazos de corriente**, **protocolos seguros**, **EMC**, etc.).
- Buscar **rapidez en los sistemas de actuación**; el proceso debe responder rápidamente a las **variables de control**.
Fases del Diseño:
- **Definición de objetivos**.
- **Identificación de variables de medida y variables de control**.
- **Selección del sistema de control** (**Nivel y esquema**).
- **Diseñar la ley del control** (**RI-II+CP**).
- **Especificar la instrumentación del control**.
Objetivos del Módulo: Control Clásico (Sistemas SISO)
- Entender el problema de control de **sistemas con grandes tiempos muertos**, las ventajas del **predictor de Smith**, y su similitud con los **sistemas de respuesta inversa**.
- Saber minimizar el efecto de las **perturbaciones** mediante el uso de **estructuras de control anticipativo y en cascada**.
- Entender la utilidad y funcionamiento del **control de rango partido**.
Objetivos del Módulo: Control Clásico (Sistemas MIMO)
- Saber realizar la **selección de las variables de control adecuadas** para cada una de las salidas.
- Saber evaluar y calcular, en su caso, la conveniencia de la utilización de **desacopladores totales, parciales y no lineales**.
- Saber calcular una buena aproximación a los **controladores** en un **sistema acoplado**.