Final Designs

Debido a la limitación del control adaptativo predictivo, surge la necesidad de incorporar un elemento experto al sistema de control. ADEX incorpora este elemento experto.

El control experto consiste en la incorporación de dominios de operación. Un dominio, en los controladores ADEX, es un rango del proceso donde puede estar activo solamente un tipo de control. En general hay dos tipos de dominios en los controladores ADEX: el dominio experto (EX) y el dominio de control adaptativo y predictivo (AP). El dominio experto es donde el control AP ve deteriorado su desempeño, por lo tanto se eligen acciones de control de contingencia o acciones predeterminadas por el experto en el proceso. Además, existe la posibilidad de tener varios dominios, tanto expertos (EX) como adaptativo y predictivos (AP).

2.3.2. El controlador ADEX

La plataforma ADEX COP (acrónimo de ADEX Control & Optimization Plataform) permite la configuración de controladores ADEX en una computadora con Windows como sistema operativo [1].

49

Diagrama de bloques

El diagrama de bloques básico de un sistema con control ADEX se muestra a continuación:

Fig. 2.5 Diagrama de bloques de un control ADEX Bloque de control:

El bloque experto determina qué tipo de control hay que aplicar, por ejemplo, si entramos en un dominio EX, determina la manipulación a asignar en ese dominio, dependiendo de si el bloque experto le dice que efectivamente, se encuentra en un dominio experto.

Bloque conductor:

El bloque conductor puede ser modificado ya que pueden existir varios dominios AP, por lo que la trayectoria deseada del sistema puede variar dependiendo del dominio de trabajo.

Mecanismo de adaptación:

Este es uno de los bloques más importantes en su interacción con el bloque experto, ya que cuando se entra en un dominio EX, es recomendable detener la adaptación de la dinámica del proceso para retomarla cuando se entre nuevamente en el dominio AP.

Salida del proceso Referencia Salida deseada Señal de control Proceso Mecanismo de adaptación Bloque de control Bloque conductor Bloque experto

50

2.3.3. Dominios en la estrategia de control ADEX

El control de la plataforma ADEX tiene varios dominios de trabajo en los cuales trabajan sus controladores y permite entender el enfoque de un sistema experto trabajando en paralelo con un control adaptativo y predictivo.

DOMINIO EXPERTO (EX-S) (AP-S)

DOMINIO ADAPTATIVO PREDICTIVO (AP-C) (AP-I)

(EX-I)

Fig. 2.6 Dominios del control ADEX

En la Fig. 2.6 se muestran los diferentes dominios del control ADEX. Básicamente, consta de dos dominios expertos, uno inferior (EX-I) y uno superior (EX-S). Además tiene tres dominios AP, uno inferior (AP-I), uno central (AP-C) y uno superior (AP-S).

En qué dominio de control se encuentre el controlador ADEX, depende de la definición de ciertos parámetros en el controlador ADEX que permiten al bloque experto determinar cuál de los dominios de control deberá estar activo.

Aunque en el presente trabajo no se crean los mismos dominios de control ADEX, se generó un controlador adaptativo predictivo que puede ser fácilmente deshabilitado, sin perder información del control, así como se puede deshabilitar la adaptación. Esto permitirá generar en trabajos futuros un sistema experto con varios controladores y varios dominios de trabajo.

Hasta ahora se describieron los conceptos que se aplicaron en la implementación del controlador adaptativo predictivo. En el siguiente capítulo se muestra la realización tecnológica de los conceptos descritos.

Capítulo 3. Implementación del

Control Adaptativo

Predictivo

Implementación tecnológica de los conceptos del controlador

adaptativo predictivo.

53

CAPÍTULO 3. IMPLEMENTACIÓN DEL CONTROL

ADAPTATIVO PREDICTIVO

3.1. Introducción

En el presente capítulo se describe la forma en la que se implementó el controlador adaptativo predictivo (CAP). La implementación consta de un controlador adaptativo y predictivo SISO (single input single output por sus siglas en inglés).

El código base del controlador fue desarrollado en la plataforma de programación LabWindows versión 8.1 y su desarrollo se presenta en la sección 3.2 de este trabajo.

De igual forma, se implementó una interfaz gráfica de usuario en la plataforma de programación LabVIEW versión 8.20 y su desarrollo se presenta en la sección 3.3. Ambas plataformas de programación de la compañía National Instruments.

La justificación del por qué utilizar ambas plataformas se presenta en dichos capítulos.

En resumen lo realizado consta de la implementación de un controlador adaptativo predictivo con las siguientes características:

Bloque conductor genérico: El bloque conductor se creó con un modelo de ecuación de diferencias basado en (2.1) y (2.2) con p=5 y q=5.

50 muestras como el horizonte de predicción máximo.

Asignación manual por el usuario de los parámetros α y β con opción a calcularse de manera automática a través de un modelo de primer orden basado en (2.3) y (2.4).

Implementación del modelo AP en base a una ecuación de diferencias ARX, como el presentado en (2.29), con un máximo de n=5, m=5 y un tiempo de retardo máximo de 20 muestras.

Implementación de la ley de control obtenida a partir de la solución particular (2.37) con el tiempo de retardo como parámetro del modelo AP.

Implementación del mecanismo de adaptación descrito en (2.52), con opción a ser deshabilitado.

Aunque no se implementó el componente experto de los controladores ADEX, el controlador puede trabajar en dos modos, manual o automático. Cuando el controlador

54

trabaja en modo manual, gracias a la flexibilidad de LabVIEW como plataforma de programación se puede generar un algoritmo experto que ignore la acción de control generada por el controlador, con la opción de deshabilitar la adaptación como se planteó en el punto anterior.

Las características comentadas anteriormente permiten que el controlador diseñado sea aplicable a varios procesos a través de la plataforma LabVIEW tal como se podrá apreciar en el capítulo 4.