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Ingeniería de control
robusto |
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Programa: |
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Sistemas energéticos
conectados a la red |
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Nº de
créditos: |
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3 |
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Tipo
de créditos: |
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Fundamental |
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Criterios
de admisión: |
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Formación
académica |
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 Descripción |
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A pesar del enorme desarrollo experimentado por la Teoría de
Control durante las últimas
décadas, todavía mas del 90% de los controladores implementados
en la industria son simples
PID. Ello se debe fundamentalmente a la falta de robustez y fiabilidad
que presentan muchas
de las nuevas estrategias de control diseñadas. Sin embargo,
es evidente que todo sistema de
control de cualquier proceso físico real deberá asegurar
siempre un comportamiento fiable del
mismo en todas sus condiciones de operación admisibles. El curso “Ingeniería
de Control
Robusto” pretende poner las bases para abordar el problema de
la fiabilidad y para sintetizar
estrategias robustas de control, siempre dentro de una visión
de ingeniería de control aplicada.
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| Contenido |
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| Capitulo
1 : Analisis de los Sistemas Multivariables |
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- Sección I: Sistemas Multivariables
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Definición y conceptos
Ejemplo
Procedimiento de síntesis del controlador
Scaling
Sistemas diagonal-dominante |
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- Sección II: Análisis de Ganancias Relativas
(RGA)
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Planteamiento
Definiciones
Interpretación y propiedades
Método de cálculo Matricial
Método de cálculo en derivadas parciales
Ejemplos
Bibliografía |
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- Sección III: Indice de Niederlinski
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Planteamiento
Definiciones
Interpretación y propiedades
Ejemplos
Bibliografía |
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| Capitulo
2 : Control Robusto Q.F.T. |
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- Sección I: Introducción
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Nociones Previas
Diagrama de Nichols
Presentación del problema de control
Formulación de especificaciones frecuenciales
Representación de la incertidumbre |
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- Sección II: Definición y propiedades del QFT
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Filosofía del QFT
Posibilidades del QFT |
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- Sección III: Metodología de diseño QFT
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Síntesis de modelos de seguimiento
(Tracking)
Modelo de las perturbaciones (Disturbances)
Regiones de la Planta (Plant Templates)
Selección de la planta nominal
Contorno de estabilidad (Stability Bound)
Contornos óptimos (Optimal Bounds)
Síntesis del controlador (Loop-Shaping)
Diseño del Pre-Filtro
Simulación |
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- Sección IV: Bibliografía |
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- Sección V: Software de QFT en Matlab
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Introducción
Representación de la incertidumbre (Templates)
Especificaciones de funcionamiento (Bounds)
Diseño del controlador
Análisis del sistema de control diseñado
Utilidades |
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- Sección VI: Ejemplos de Aplicación
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· Ejemplo 1: Diseño de un controlador de dos grados de libertad
(2-DOF) a partir del modelo del
proceso con incertidumbre paramétrica.
· Ejemplo 2: Diseño de un regulador a partir
de datos experimentales del proceso. |
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- Seccíón VII: Control QFT para Procesos Multivariables
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Descripción del sistema MIMO
Cálculo de m2 sistemas MISO equivalentes
Especificaciones de Tracking y de Cross-coupling
Cálculo de contornos (Bounds)
Diseño de controlador
Herarmientas MIMO de la Toolbox QFT de Matlab |
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- Sección VIII: Líneas de Investigación
y Aplicaciones
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Cálculo eficiente de la representación
frecuencial de sistemas con incertidumbre
Control QFT de un reactor biológico para la eliminación
simultánea de amonios y nitratos
Diseño de Predictores de Smith para Sistemas con
Grandes Retardos e Incertidumbre mediante QFT
Diseño QFT de Controladores Multivariables No-Diagonales
para Sistemas con Incertidumbre |
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| Capítulo
3: Estategias de Control H_infinito |
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- Valores propios-Vectores propios
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- Descomposición en Valores singulares
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Definición, interpretación
y propiedades |
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- Feedback control
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Funciones de Transferencia |
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Requerimientos |
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- Formulación general problema de control
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Estructura P,K, y Estructura N |
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- El
problema de control robusto
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Definición de Especificaciones
Teoremas
Definición de SSV (µ)
Formulación de las Especificaciones
Ejemplos |
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- Representación de la incertidumbre |
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- Control H_infinito
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Definición e interpretación
Formulación
Ejemplos |
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- Bibliografía |
| Prácticas |
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- Análisis de Ganancias Relativas (RGA)
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Práctica 1.1: Análisis
y Control de un Proceso Multivariable
Práctica 1.2: Control de una Torre de Destilación
Práctica 1.3: Control de un Proceso de Mezcla
Práctica 1.4: Control de una planta con fuerte
ganancia direccional |
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- Quantitative Feedback Theory (QFT)
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Práctica 2.1: Análisis
de robustez
Práctica 2.2: Control QFT de un sistema con incertidumbre
paramétrica |
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- Estrategias de Control H_infinito
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Práctica 3.1: Análisis
de robustez
Práctica 3.2: Diseño de un controlador
H_infinito de un doble integrador
Práctica 3.3: Controlador H_infinito discreto
Práctica 3.4: Comparación de Controladores
H_infinito y QFT |
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| Bibliografía |
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- Garcia-Sanz, M., 2000, Ingenieria
de Control Robusto. Universidad Publica de Navarra, 300
paginas.
- Horowith, I. M., 1992, Quantitative Feedback Design Theory (QFT).
QFT Publishers, Denver,
Colorado.
- Houpis, C.H. and Rasmussen, S.J., 1999, Quantitative Feedback Theory.
Fundamentals and
Applications. Marcel Dekker.
- Yaniv, O., 1999, Quantitative Feedback Design of Linear and Non-linear
Control Systems.
Kluver Academic Publishers.
- Borghesani, C., Chait, Y., Yaniv, O., 1995, Quantitative Feedback
Theory Toolbox - For use
with MATLAB, 1st Ed. The MathWorks Inc.
- Skogestad, S. and Postlethwaite., 1996, Multivariable Feedback Control.
Wiley.
- Maciejowski, J.M., 1989, Multivariable Feedback Design. Addison Wesley.
- Grimble, M.J., 1994, Robust Industrial Control. Prentice Hall International.
- Doyle, J.C., Francis, B.A. and Tannenbaum, A.R., 1992, Feedback Control
Theory. Macmillan. |
| Profesores |
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García Sanz, Mario (Automática
y Computación)
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