Caso estudio Robust Control Toolbox: [4] Disen~o PIDs con hinfstruct

Antonio Sala, UPV

Dificultad: **** ,       Relevancia: PIC,      Duración: 10:29

Materiales:    [ Cód.: casosrobustvideo.mlx ] [ PDF ]

Resumen:

Este vídeo aborda el mismo problema que el vídeo [rcml3], pero con un regulador PID. La estructura se fija con el comando tunablePID, y se optimiza con hinfstruct. Otro ejemplo de esta metodología de sintonizado aparece en el vídeo [dinthi4] sobre un modelo doble integrador 1s2.

El caso de estudio continua en el vídeo [rcml5] con mu-síntesis. El disen~o de PIDs con mu-síntesis también es posible (y de hecho puede que sea mejor al menos teóricamente que lo que se hace aquí), eso se aborda en el vídeo [rcml6].

El algoritmo subyacente está inspirado en la optimización por “fuerza bruta” de reguladores (vídeos [sdopid1], [sdopid2], …), pero con un índice de coste específicamente adaptado al problema H en discusión aquí. La ventaja es poder incorporar reguladores de estructura prefijada (PID en la mayor parte de casos prácticos), pero el inconveniente es que el tiempo de cómputo es mayor y el optimizador no siempre encuentra la solución óptima, cosa que no ocurre con el regulador de orden completo de hinfsyn (el cual es numéricamente mucho más rápido y preciso). De hecho, otra opción para conseguir un regulador final en forma PID sería disen~ar un regulador H con hinfsyn, y posteriormente tratar de aproximarlo a un regulador de orden 2 para escribirlo como un PID (vídeo [GcomPID]).

Nota: la optimización “genérica” numérica también puede aplicarse a minimizar el máximo coste de una serie de simulaciones con una familia de plantas: lo que en el vídeo [cerML1] era un simple análisis puede convertirse en un problema de optimización minimax para ser abordado con las adecuadas herramientas. Se recomienda al lector revisar las ideas del vídeo [optrobpi1] (y los resultados del vídeo [optrobpi3]) como enfoque alternativo (o complementario) basado en especificaciones temporales, en vez del hinfstruct basado en especificaciones puramente frecuenciales. Con las adecuadas modificaciones, podría optimizarse un índice o plantear restricciones combinando ambos aspectos temporal-frecuencial (en una planta sin incertidumbre, la incorporación de restricciones sobre la respuesta en frecuencia en Simulink se aborda, por ejemplo, en el vídeo [sdofreq]). Se propone al lector interesado que desarrolle por su cuenta estos aspectos.

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