8/13/2019 Introduccion a La Identificacion de Sistemas Dinamicos

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Ing. Rodolfo GordilloDepartamento de Elctrica y Electrnica

rea de Automtica y Robtica

ESPErodolfox@fie-espe.edu.ec

2007

INTRODUCCION A LA IDENTIFICACION

DE SISTEMAS DINAMICOS

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Introduccin Para aumentar la competitividad ha sido necesario

desarrollar nuevas tcnicas: mtodos y herramientas

que permitan maximizar la eficiencia de los procesos,desarrollando controladores de gran calidad, ymaximizar la flexibilidad de los procesos con el menorajuste de la maquina. Para ello es imprescindible

conocer el comportamiento dinmico del proceso,principalmente de las partes crticas.

En la actualidad, cada vez ms, el trabajo de uningeniero consiste en la realizacin de modelosmatemticos de los procesos estudiados [1]

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Aplicacin de los modelosCAMPOS

Control, Supervisin , Prediccin, Simulacin,Optimizacin

AREAS Bioingeniera, construccin, economa,

meteorologa, procesos qumicos, et. al.

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Estrategias de Control

CONTROL CONVENCIONAL

Manual

PID

De Relacin

En Cascada

Adelanto o Atraso de Fase

Alrededor del 90% de los controladores deprocesos industriales son controladores

convencionales. [2]

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Estrategias de Control (II) CONTROL AVANZADO

Tcnicas de control convencionales (control

desacoplado), control selectivo, control concompensacin de retardo puro

Tcnicas de control basado en modelosnumricos (control predictivo, control adaptativo,

control robusto, control con modelo interno) Tcnicas de control basadas en conocimiento

(sistemas expertos, control neuronal, control fuzzy)

Tanto para la utilizacin de tcnicas de diseo

convencionales como tcnicas avanzadas yespecialmente las basadas en modelos, es necesarioun modelo numrico preciso del proceso estudiado

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Mtodos de Identificacin Identificacin analtica o de primeros principios

(ref. modelamiento matemtico Curso Control 1)

Identificacin experimental mediante sealesespeciales:

Mtodo de curva de reaccin del proceso (ref ZN)

Mtodo de oscilacin sostenida (ref ZN)Mtodo de realimentacin a rel

Identificacin paramtrica

Basada en la identificacin de modelos discretosen la que sus parmetros se encuentranajustando el modelo a datos experimentales

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Identificacin paramtrica (I)

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Identificacin paramtrica (Caractersiticas)

Evaluacin del error entre proceso y modelo Obtencin de modelo discreto

Algoritmos recursivos (RLS) y no recursivos

Operacin on line (acoplamiento directo-tiempo real) y operacin off-line

(acoplamiento indirecto batch processing)

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Procesamiento de Datos

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Etapas de identificacin de un proceso

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Identificacin Discreta

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Relacin entre modelos y mtodos

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ALGORITMOS NO RECURSIVOS Respuesta impulsiva discreta y la matriz de

Hankel, implcita la respuesta al escaln. Se

resuelve un sistema de ecuaciones paradeterminar los parmetros . Se requiere al menos2N muestras para identificar un modelo de ordenN

Mtodo de mnimos cuadrados , parmetros queminimizan el error cuadrtico medio, seencuentran mediante la ecuacin:

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YXXX TT 1

^

)( =

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Mnimos cuadrados recursivos

(ALGORITMO RLS)

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Inicializar y R-1(0)= *I

X(0)=zeros(M,1)

RLS:e(k) = d(k) -wT(k-1)X(k)

K(k) = R-1(k-1)X(k)

V(k) = K(k)/(+ XT(k)K(k))R-1(k) = 1/[R-1(k-1) V(k)KT(k)]

w(k) = w(k-1) + e(k)V(k)

X(k)=[d(k);x(1:M/2-1);u(k);x(M/2+1:M-1)]k=k+1;

goto RLS

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REFERENCIAS[1] A. Aguado, M. Martnez, Identificacin y Control AdaptativoEspaa 20003

[2] C. Knospe "PID Control" IEEE Control Systems Magazine, vol. 26,pp. 30,31, Feb. 2006

[3] J. Apolinario Jr.D.Sc.,New Generation Adaptive Filtering:An

Overview of the Fast QRD-RLS Algorithms, Escuela Politcnicadel Ejrcito, Ecuador 2002

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ZN: Lazo cerrado El controlador se encuentra en modo

automtico, con ganancia baja, cero

reset o derivativo Incrementar la ganancia gradualmente,

haciendo pequeos cambios hasta quecomience a oscilar.

Ajustar la ganancia hasta que lasoscilaciones sean contnuas y conamplitud constante.

Concido tambin como el mtodo de laltima ganancia.

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ZN: Lazo abierto:

Ganancia del proceso

D: tiempo muerto L:Retardo de 1er. Orden

Gp: Ganancia del proceso =

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Realimentacin a rel

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