Aplicación del control adaptativo a procesos industriales tipo SISO

Abstract

El control adaptativo es aquel que se adapta a los cambios dinámicos de la planta en el tiempo. Existen diferentes técnicas para aplicar éste tipo de control, que se pueden clasificar en dos grandes grupos, las indirectas donde los parámetros de la planta son estimados en línea y son utilizados para calcular los parámetros del controlador y las directas donde el modelo de la planta es parametrizado en términos de los parámetros del controlador que son estimados inmediatamente sin ningún cálculo intermedio. Las dos técnicas de control adaptativo utilizadas con mayor frecuencia por los diseñadores son el control adaptativo por modelo de referencia (MRAC) y el control adaptativo auto ajustable (STR). El resultado final de éste trabajo consiste en implementar una aplicación con MATLAB utilizando las herramientas de control de Simulink, para realizar el control en forma automática de una planta con parámetros dinámicos, es decir, sus polos y ceros se mueven en el lugar geométrico de las raíces a medida que pasa el tiempo. La técnica utilizada para la identificación en línea de la planta es la ARX, una vez identificada la planta, se aplica la ley de control de PID autoajustable basada en un margen de fase prefijado con la cual se obtienen los parámetros Kp, Ti y Td para sintonizar el controlador.

Adaptive control allows a controller to adapt to the process dynamic changes in time. There are many adaptive techniques for this control type. These techniques can be classified in two groups. There are indirect techniques, where the process parameters are estimated online and used to calculate the parameters of the controller; and direct techniques, where the process model is parameterized in terms of controller parameters which are estimated immediately without any intermediate calculation involving the estimated parameters of the process. The adaptive control techniques most frequently used by designers are the adaptive control model reference (MRAC), and adjustable auto-adaptive control (STR). The result of this work is to implement a MATLAB application using the Simulink control toolbox, to automatically tune the controller for a dynamic plant, in other words, a plant with moving zeros and poles in time. The online technique ARX is used to identify the plant parameters. After plant identification is done, the self-tuning PID control law is applied, allowing to calculate the Kp, Ti y Td parameters for the controller.