Control predictivo no lineal con horizontes de predicción casi infinitos

Resumen

Esta Tesis Doctoral aborda el control de procesos no lineales teniendo en cuenta la presencia de restricciones tanto en las variables manipuladas como controladas, mediante técnicas de control predictivo basado en modelos. Este estudio está basado en la utilización de la función de coste como función de Lyapunov que garantiza la estabilidad del bucle de control para el caso de modelos lineales expresados en forma de variables de estado y en presencia de restricciones. Posteriormente se aplica la tecnica anterior adaptada para el caso de proceso no lineales en presencia de restricciones. En concreto se utilizan tecnicas basadas en horizontes de predicción infinitos. Se estudian principalmente dos aspectos: la garantia de solución al problema de optimización en cada periodo de muestreo y posteriormente la estabilidad del bucle de control. A continuación el trabajo se centra en evaluar el rendimiento obtenido con el controlador y posteriormente se dedica a estudiar una de sus partes: el indice funcionamiento y su relación con el rendimiento obtenido. En primer lugar se analiza el uso de indices de funcionamiento cuadráticos y a partir de dicho analisis se proponen nuevas formulaciones que tratan de mejorarlo: en valor absoluto, en potencias entre uno y dos y los basados en el tiempo de establecimiento de las variables controladas. Estas nuevas formulaciones garantizan la resolubilidad y estabilidad del bucle de control. En la última parte del trabajo se aborda la disminución del tiempo de cálculo de los controladores utilizados, cuestión importante a la hora de la implementación para el control de un proceso real. Dicha disminución del tiempo de cálculo se lleva a cabo a partir de nuevas parametrizaciones de la secuencia de acciones de control que garantizan también la resolubilidad y la estabilidad del bucle de control.