SISTEMAS ADAPTATIVOS Y FILTRADO
1.1 Introducción
¿ Qué es control Adaptativo?
1.2 Realimentación Lineal
1.3 Efectos de las variaciones en procesos
¿Por qué control Adaptativo?
1.4 Esquemas de Control Adaptativo
1.5 Problemas del Control Adaptativo
1.6 Aplicaciones
1.7 Conclusiones
Doctorado en Ingeniería Eléctrica
Ing. MSc. Cecilia Sandoval Ruiz
Introducción
En 1950 fue iniciada la investigación en control adaptativo a causa del
diseño de control de piloto automático para aviones, con dinámica
variable de viento y altitud, donde el control realimentado de ganancia
constante solo funcionaba en un rango de operación, surge la necesidad
de un control que barriera el espectro del rango de operaciones, llegando
a una técnica de esquema de ganancia por rangos.
En 1960 se presentan avances en teoría de control, como descripción de
espacio de estado, teoría de la estabilidad y programación dinámica.
En 1970 realizan prueban la estabilidad de los sistemas adaptativos
conocidos hasta la fecha
En 1980 los investigadores avanzan en los conceptos de control robusto
y la robustez del control adaptativo, comienza a emplearse para uso
comercial
Recientemente, los avances en control adaptativo tienden hacia los
conceptos de aprendizaje y ciencia computacionales. Por otra parte, los
progresos en microelectrónica has estimulado el desarrollo del control
adaptativo, hoy en día la mayoría de los controles permiten el ajuste de
parámetros de alguna manera, siendo un tema de investigación de
amplio interés.
Realimentación Lineal
Los sistemas de control con realimentación lineal ordinaria son la base sobre la
cual se desarrollan los sistemas de control adaptativo.
Un controlador Adaptativo es un controlador con parámetros ajustables y
un mecanismo de ajuste de parámetros
Control Adaptivo (“Adaptive Control”): Este sistema de control es apropiado para sistemas
que sean variantes en el tiempo. Aunque dentro de esta categoría podrían colocarse los “PID
autoajustables”, el concepto es mucho más amplio, ya que suelen incorporar técnicas de
identificación de parámetros por mínimos cuadrados u otras técnicas propias del sistema
resultante.
Lazos de Control Adaptativo
El lazo secundario debe variar mas lentamente que el lazo primario
EFECTOS DE LOS PROCESOS VARIANTES
Un sistema puede ser linealmente controlable por intervalos o rangos de
operación, de modo que fuera de ese rango puede ser inestable.
¿Por qué control Adaptativo?
ESQUEMAS DE CONTROL ADAPTATIVO
Control Adaptativo Programado (Gain Scheduling)
Control Adaptativo de Modelo de Referencia (MRAC)
Control Adaptativo Auto-ajustable (STR)
En el diseño de un robot, se le suelen aportar controladores
adaptativos para que estén en capacidad de responder a
situaciones a las que tengan que enfrentarse:
Interpretación 1: ejemplo simple
En este sentido un controlador adaptativo programado
consiste en programar una lista completa de: “si ocurre ____
entonces haz _____”
Esto supone que se puede anticipar en el momento del
diseño todas las posibles situaciones que se puede
encontrar el robot y se le van a especificar todas las posibles
soluciones. El sistema no tiene que pensar ni tomar
decisiones.
Requiere del conocimiento previo para su implementación.
En el diseño de un robot, se le suelen aportar controladores
adaptativos para que estén en capacidad de responder a
situaciones a las que tengan que enfrentarse:
Interpretación 2: ejemplo simple
En este sentido un controlador adaptativo con modelo de
referencia consiste en ofrecerle al robot un buen modelo de
referencia para solucionar las situaciones a las que deba
enfrentarse, por ejemplo; seguir las decisiones de un
humano modelo.
Esto supone que debe seguir a su modelo, tendrá una
capacidad de decisión, pero está restringida al objetivo.
Requiere de un buen modelo de referencia, que se comporte
de forma apropiada para cada situación.
En el diseño de un robot, se le suelen aportar controladores
adaptativos para que estén en capacidad de responder a
situaciones a las que tengan que enfrentarse:
Interpretación 3: ejemplo simple
En este sentido un controlador adaptativo autoajustable
consiste en diseñar al robot un módulo de estimación de
parámetros que le permitan evaluar la situación y tomar
decisiones en función de reglas generales, “si la situación es
_____, entonces haz ______”
Esto supone que debe seguir a su modelo, tendrá una
capacidad de decisión, pero está restringida al objetivo.
Este controlador es el que puede adaptarse a un mayor
conjunto de situaciones desconocidas, sin embargo; es mas
peligroso de caer en estabilidad, en caso de una evaluación
incorrecta.
Requiere mayor capacidad de computo en tiempo real.
Problemas del control Adaptativo
Aplicaciones
Muchos problemas de aplicación práctica que no puede tener éxito al resolverse
mediante el uso de filtros digitales de coeficientes fijos, ya sea porque no
tenemos información suficiente para el diseño ante el cambio en los criterios
normales de funcionamiento del filtro. Pueden ser resueltos con éxito mediante el
uso especial de filtros "Inteligentes", conocidos colectivamente como filtros
adaptativos.
Los coeficientes adaptativos en el diseño del filtro permiten modificar la
respuesta del éste durante su operación mejorando su rendimiento sin
intervención del usuario.
Ej: Smart Arrays Antennas

Cancelación de Interferencia con multi-sensor
Conclusiones
Hemos podido observar las razones por las cuales es necesario el uso
de controladores adaptativos en los sistemas físicos.
 Por la dinámica variable del proceso
 Por las características de las perturbaciones
 Para la optimización del diseño en Ingeniería
El concepto Adaptativo estudiado presenta puntos en común con el
concepto de control Inteligente y aprendizaje.
MUCHAS GRACIAS!
Descargar

Diapositiva 1