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.
El lazo secundario debe variar mas lentamente que el lazo
primario Lazos de Control Adaptativo
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: 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.
Interpretación 1: ejemplo simple
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: 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. Interpretación
2: ejemplo simple
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: 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.
Interpretación 3: ejemplo simple
(Gp:) 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.