Fases en el desarrollo de un proyecto de control
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| − | *Número de sensores (observabilidad) | + | * ¿Qué variables pueden ser influenciadas? |
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| − | *Especificaciones funcionales (precisión, sensibilidad, dinámica) | + | * Tecnología (eléctrica, magnética, mecánica, óptica,...) |
| − | *Factores de calidad: disponibilidad, durabilidad, mantenimiento... | + | * Especificaciones funcionales (precisión, sensibilidad, dinámica) |
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* Factores de calidad: Fiabilidad, durabilidad, mantenimiento | * Factores de calidad: Fiabilidad, durabilidad, mantenimiento | ||
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* Cuantificar la incertidumbre y su impacto en el control | * Cuantificar la incertidumbre y su impacto en el control | ||
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* Validación contra datos experimentales | * Validación contra datos experimentales | ||
* Representaciones (polo-cero, frecuencia, espacio de estados) | * Representaciones (polo-cero, frecuencia, espacio de estados) | ||
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* Modificaciones en la planta que hagan más simple el control (ayudándolo o sustituyendo parte del mismo): | * Modificaciones en la planta que hagan más simple el control (ayudándolo o sustituyendo parte del mismo): | ||
| − | * | + | * Introducción de elementos de amortiguación pasivos |
| − | * | + | * Modificación de la estructura mecánica |
| + | * Mover sensores | ||
| + | * Reconsiderar la tecnología de actuadores (ej. eléctrico vs. hidráulico) | ||
| + | * Buscar retardos en la cadena sensor-controlador-actuador | ||
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;7. Diseño óptimo: | ;7. Diseño óptimo: | ||
* Lugar de las raíces simétrico (SRL) | * Lugar de las raíces simétrico (SRL) | ||
| + | * Funciones <code>lqe, lqr</code> | ||
* Ajuste de parámetros: controlador de estructura fija + función de coste | * Ajuste de parámetros: controlador de estructura fija + función de coste | ||
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;8. Construir un modelo de computador: | ;8. Construir un modelo de computador: | ||
| − | * | + | * Evaluar el comportamiento del diseño a través de la simulación |
* Controlador lineal | * Controlador lineal | ||
* Modelo no linal | * Modelo no linal | ||
| − | * | + | * Otras no linealidades (saturaciones, etc) |
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| − | * | + | * Variaciones realistas en los parámetros |
* Análisis lineal del conjunto a través de modelos de pequeña perturbación (ej. linear analysis de simulink) | * Análisis lineal del conjunto a través de modelos de pequeña perturbación (ej. linear analysis de simulink) | ||
* Ajuste fino del controlador y/o la planta (a mano o automatizado) | * Ajuste fino del controlador y/o la planta (a mano o automatizado) | ||
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;9. Construir prototipo real: | ;9. Construir prototipo real: | ||
| − | * | + | * Estudiar comportamientos inesperados (modos de vibración, etc.) |
| − | * | + | * Reconsiderar sensor, actuador, etc. |
Última revisión de 19:47 26 feb 2009
Consultar Franklin et al, Tema 10
- 1. Comprender el proceso
- Trasladar las especificaciones dinámicas al lenguaje del Control en términos de tiempo, frecuencia y especificaciones polo-cero
- Identificar variables:
- variables medibles,
- variables de control
- perturbaciones
- determinar las limitaciones del modelo de pequeña señal (linealizado)
- 2. Seleccionar los sensores
- ¿Qué variables pueden ser influenciadas?
- Número de sensores (observabilidad)
- Localización
- Tecnología (eléctrica, magnética, mecánica, óptica,...)
- Especificaciones funcionales (precisión, sensibilidad, dinámica)
- Factores de calidad: disponibilidad, durabilidad, mantenimiento...
- Propiedades físicas: peso, tamaño, ...
- Coste
- 3. Selección de actuadores
- Número de actuadores (controlabilidad)
- Localización
- Tecnología (eléctrica, hidráulica, neumática, térmica...)
- Especificaciones funcionales (fuerza máxima, rango, slew-rate, potencia, eficiencia...)
- Propiedades físicas: Peso, tamaño,...
- Factores de calidad: Fiabilidad, durabilidad, mantenimiento
- Coste
- 4. Obtención de un modelo lineal
- Identificar punto de equilibrio adecuado
- Construir modelo de pequeña señal (linealización)
- Cuantificar la incertidumbre y su impacto en el control
- Debe ser válido en el rango de frecuencias de trabajo
- Validación contra datos experimentales
- Representaciones (polo-cero, frecuencia, espacio de estados)
- 5. Diseño básico inicial (PID o adelanto-atraso)
- Técnicas rápidas (Ziegler Nichols, Coon-Cohen...)
- Uso conjunto y simultáneo de Lugar de las Raíces y Frecuencia
- Evaluar uso de posibles topologías de control:
- Diseño de compensación feedforward (prealimentación de perturbaciones medibles)
- Control en cascada
- Acción diferencial en la realimentación...
- 6. Evaluar/Modificar la planta (codiseño de proceso y control)
- Evaluar las fuentes de comportamientos no deseados.
- Modificaciones en la planta que hagan más simple el control (ayudándolo o sustituyendo parte del mismo):
- Introducción de elementos de amortiguación pasivos
- Modificación de la estructura mecánica
- Mover sensores
- Reconsiderar la tecnología de actuadores (ej. eléctrico vs. hidráulico)
- Buscar retardos en la cadena sensor-controlador-actuador
- 7. Diseño óptimo
- Lugar de las raíces simétrico (SRL)
- Funciones
lqe, lqr - Ajuste de parámetros: controlador de estructura fija + función de coste
- 8. Construir un modelo de computador
- Evaluar el comportamiento del diseño a través de la simulación
- Controlador lineal
- Modelo no linal
- Otras no linealidades (saturaciones, etc)
- Otros elementos (perturbaciones, tiempos muertos...)
- Variaciones realistas en los parámetros
- Análisis lineal del conjunto a través de modelos de pequeña perturbación (ej. linear analysis de simulink)
- Ajuste fino del controlador y/o la planta (a mano o automatizado)
- 9. Construir prototipo real
- Estudiar comportamientos inesperados (modos de vibración, etc.)
- Reconsiderar sensor, actuador, etc.
