Capítulo 15
Control centralizado: asignación de polos

Es obvio, pero conviene recordarlo que el concepto de “estado” de un sistema físico es clave en modelado (representación interna), pero también lo es en control. Se supone que el lector de este capítulo debe tener gran familiaridad con los conceptos de variables de estado en modelado de sistemas físicos (vídeos [ estado1(10:48)] y [ estado2(12:50)], abordando el marco conceptual) y saber cómo obtenerlos a partir de descripciones de los sistemas con ecuaciones de la física o identificación experimental.

15.1 Realimentación del estado

[539: OAaspolosControl por realimentación del estado: asignación de polos (introducción) *** PIC 10:05

[540: aspolosAsignación de polos (más largo) *** PIC 18:16

15.2 Estimación del estado: Observadores

[541: obsEstimación del estado: planteamiento del problema y concepto de “observador” *** PIC 13:55

[542: obsapObservadores por asignación de polos (teoría) *** PIC 20:29

[543: obsml1Observadores por asignación de polos (Matlab, ejemplo sencillo) *** PIC 17:21

15.2.1 Observador de orden reducido

[544: roobsteObservador lineal de orden reducido: teoría **** PIC 12:27

15.3 Realimentación de la salida

[545: sepcRealimentación de la salida: Principio de separación (caso continuo) *** PIC 10:51

[546: sepdRealimentación de la salida: Principio de separación (discreto normal/adelantado) **** PIC 17:09

[547: ofmlRealimentación salida (obs+realim. Estado) por asignación de polos, ejemplo Matlab 2o orden discreto *** PIC 09:21

Nota: La realimentación de la salida (observador + realimentación del estado) puede ser extendida con relativa facilidad en el caso discreto cuando los períodos de muestreo de sensores y actuadores no coinciden (pero todos los actuadores tienen el mismo período y todos los sensores también); esto se denomina control bifrecuencia y se desarrolla en la Sección 18.2. PIC

15.4 Caso de estudio: sistema mecánico no lineal de cuarto orden

15.5 Doble integrador

[548: roobsml1Observadores de orden completo/reducido: comparativa, caso estudio Matlab (1: diseño, respuesta en frecuencia) **** PIC 11:58

[549: roobsml2Observadores de orden completo/reducido: comparativa, caso estudio Matlab (2: respuesta temporal) **** PIC 14:51

15.5.1 sistema mecánico no lineal de cuarto orden

[550: obsmecControl sistema mecánico orden 4 por asignación de polos (I): Modelado, observadores ******* PIC 26:50

[551: ofmecControl sistema mecánico orden 4 por asignación de polos (II): realim. Salida + antiwindup **** PIC 18:26

15.6 Rechazo de perturbaciones

[552: rp1Rechazo de perturbaciones: planteamiento del problema *** PIC 10:59

15.6.1 Perturbaciones constantes: acción integral

[553: drconstRechazo de perturbaciones constantes (acción integral) mediante asignación de polos *** PIC 18:17

[554: drconstumlRechazo de perturbaciones constantes a la entrada (asignación de polos, Matlab) *** PIC 09:59

[555: drconstrmlSeguimiento de referencias constantes sin error (asignación de polos, ejemplo Matlab) *** PIC 10:07

Otro ejemplo parecido aparece a continuación, en tiempo discreto:

[556: ofexiControl discreto por realimentación de la salida con/sin acción integral, análisis en bucle cerrado (Matlab) **** PIC 14:45

15.6.2 Caso general: perturbaciones deterministas constantes, rampa, senoidales

[557: drgenAsignación de polos: rechazo de perturbaciones deterministas (escalón, rampa, senoidal) **** PIC 19:20

[558: drgenmlAsignación de polos: rechazo de perturbaciones deterministas genéricas (ejemplo Matlab) **** PIC 14:08

Nota: Los filtros de Kalman permiten observar y cancelar perturbaciones basado en ideas de control óptimo en el Capítulo 16. En concreto, se aconseja al lector observar las analogías con los modelos de perturbaciones y observadores propuestos en los vídeos [ rampdetr(07:57)] y [ rampkales(12:38)].

Caso de estudio

[559: ceofp1Caso estudio realimentación salida asign. polos (1): modelado, discretización, selección especificaciones *** PIC 10:58

[560: ceofp2Caso estudio realimentación de la salida asign. polos (2): diseño de observadores/reguladores con/sin acción integral **** PIC 11:30

[561: ceofp3Caso estudio realimentación de la salida asign. polos (3): simulación (Simulink) **** PIC 13:34

[562: ofexi2Control discreto por realimentación de salida con acción integral: código de simulación y antiwindup **** PIC 20:12