Selección y análisis de puntos de operación en sistemas complejos: ideas generales

Antonio Sala, UPV

Dificultad: **** ,       Relevancia: ,      Duración: 18:57

Resumen:

Una de las etapas importantes en control de sistemas complejos multivariables es la selección del punto “óptimo” de operación (discusión genérica sobre dichas etapas en vídeos [cscmot], [csceta] y [layers]).

Punto de operación óptimo: índices económicos + restricciones (límites de actuadores, seguridad, volumen de producción).

Sensibilidad del punto de operación óptimo ante perturbaciones no medibles: si el punto donde “deberían estar” las variables depende mucho de elementos desconocidos, de nada sirve fijar una referencia incorrecta que sea seguida con gran precisión.

Necesario analizar propiedades, por ejemplo sobre sistema linealizado y escalado, que sea “fácil de controlar” las salidas muy afectadas por perturbaciones, y que el coste de desviar los actuadores (coste del servoactuador, energético, coste de materias primas, …) compense el beneficio de reducir las desviaciones de salidas controladas... Nótese que, a este nivel, estamos hablando de coste económico real, y no de expresiones $x^2+r\cdot u^2$ o similar en lo que se denomina “control óptimo” en los libros de texto de teoría de control. En caso de que el sistema sea difícil de controlar o el coste de reducir las desviaciones sea prohibitivo: cambiar punto de operación o redisen~ar el proceso.

En resumen, en control de sistemas complejos se debe ($a$) seleccionar punto de operación, ($b$) seleccionar qué variables necesitan ser controladas y con qué actuadores y luego ($c$) seleccionar sensores para estimar el estado interno del sistema. Una vez estas decisiones han sido tomadas adecuadamente, sólo entonces es cuando el disen~o de controladores tiene sentido: es la última etapa ($d$), que rara vez puede solventar problemas derivados de malas decisiones en etapas anteriores.

Un “experimento mental” sobre un problema (simplificado) de climatización discutiendo los conceptos genéricos aquí contemplados para ese caso particular se aborda en los vídeos [hvacop1] y [hvacop2].

Colección completa [VER]:

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