Control adaptativo y sus aplicaciones en la industria

A lo largo del tiempo el control adaptativo ha ido aumentando su uso en diferentes sectores e industrias desde sus inicios en la aeronáutica, pasando por el control de vibraciones hasta el uso en sistemas autónomos y UAS. Esto es debido a que sus características permiten optimizar las automatizaciones que están bajo su control, cosa que siempre resulta muy atractivo a cualquier tipo de industria.

Evolución del control adaptativo

El control adaptativo nació en 1950, al diseñar el control automático de un avión donde la dinámica era variable en el rango de operación deseado. Por este motivo, el control convencional no era capaz de abarcar el rango de operación y se llega a una técnica de esquema de ganancias por rangos (Gain scheduling).

Desde entonces el control adaptativo ha ido se ha extendido a más aplicaciones como en hornos de secado, control activo de vibraciones, climatización eficiente, robótica… Permitiendo controlar el proceso o incluso mejorar la eficiencia que se tenía con un control convencional.

Una de las aplicaciones más importantes en la actualidad es el control de vuelo de aeronaves no tripuladas, debido a los cambios en la dinámica de vuelo, como se ha mencionado antes.

¿Qué es el control adaptativo?

Específicamente el control adaptativo es un conjunto de técnicas que permiten ajustar en tiempo real el valor de los parámetros de control, permitiendo un buen seguimiento de las variables controladas aunque se desconozca los parámetros de la planta o cambien en el tiempo. Este control es un tipo especial de control no lineal, y el proceso puede ser separado en dos escalas de tiempo: tiempo rápido (bucle de la realimentación) y tiempo lento (variación de los parámetros de control, el cual afecta a los automatismos).

Control adaptativo y sus aplicaciones en la industria - Estructura del Control Adaptativo

¿Por qué un control adaptativo y no uno convencional?

Los controladores convencionales están pensados para ajustar sistemas lineales e invariantes en el tiempo (LTI). Esta aproximación es cierta para puntos fijos de operación con pequeñas perturbaciones. Cuando esta aproximación deja de ser cierta, el comportamiento de los controladores convencionales deja de ser bueno. El control adaptativo, por otro lado, sí es capaz de adaptarse cambiando sus parámetros de control, manteniendo un buen control del proceso.

En el mundo de los UAS se debería optar por implementar un control adaptativo en lugar de uno convencional, ya que permite configurar el controlador de modo que éste se adapte automáticamente a las condiciones de vuelo cambiantes. Por ejemplo, durante el vuelo de un UAS, para distintos rangos de su velocidad puede variar la dinámica de la planta; a fin de optimizar el control de la planta se hace necesaria una regla de control que se adapte a este cambio en el sistema, que ciertos autopilotos de UAS ya pueden gestionar.

Por este motivo el Autopiloto Veronte incorpora este tipo de control, siendo capaz de adaptar el control a distintas situaciones cambiantes durante el vuelo. El control adaptativo del Autopiloto Veronte se ha puesto a prueba en diversos proyectos donde ha sido integrado. En estos proyectos se le ha puesto a prueba teniendo que controlar pesos, centro de masas, inercias, deflexión de las superficies… todos ellos cambiantes y su adaptación a fallos de motor o de superficies, con buenos resultados.

Control adaptativo en autopilotos de UAV profesionales

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