Descripción y contextualización de la asignatura

La presente asignatura ofrece una visión general de las estrategias de Control Predictivo. Este tipo de control se agrupa dentro de los controladores avanzados, que ofrecen una serie de características superiores a los tradicionales esquemas basados en PID.

El Control Predictivo es una de las estrategias de control de alto nivel más usadas en procesos lentos (industria química, petroquímica,…), aunque hoy en día lo podemos encontrar en nuevas áreas, como el transporte y la conducción autónoma.

En particular el Control Predictivo destaca por su potencial de aplicación a sistemas MIMO sometidos a restricciones, en los que es necesario tener en cuenta tanto el coste como la propia calidad de los procesos. Así, usando un modelo del sistema, el controlador es capaz de seguir una referencia teniendo en cuenta en el propio diseño del controlador las restricciones del sistema.

Al ser una estrategia basada en modelo, la efectividad de los Controladores Predictivos dependerá de la calidad del mismo. Sin embargo, es posible incluir aspectos robustos para garantizar las especificaciones del controlador incluso en presencia de perturbaciones.





De este modo, la asignatura hace un barrido completo de las técnicas de control predictivo, comenzando desde los primeros enfoques industriales, las formulaciones basadas en espacio de estados actuales, las consideraciones de estabilidad y la incorporación de términos robustos en sistemas reales.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

La asignatura se evaluará mediante una evaluación continua. Los mecanismos de evaluación que se contemplarán en la asignatura serán



-Trabajo Final (60%): Se propondrá una o varias plantas con sus condiciones de contorno en los que los estudiantes tendrán que aplicar la formulación MPC. El trabajo propuesto estará dividido en subsecciones, de modo que cada sección constituirá un apartado evaluable. Se valorará una adecuada metodología de diseño, la demostración de que se han adquirido los conceptos básicos y la claridad en el detalle del trabajo. El trabajo será publicado en eGela.



-Evaluación de las prácticas (40%): Se propondrá la realización de informes asociados a varias prácticas, que incluyan los desarrollos y conclusiones de los experimentos realizados. Se valorará la calidad de las explicaciones, y la la demostración de que se han adquirido los conceptos básicos y la claridad en el detalle del trabajo.



Para aprobar la asignatura el alumno o alumna deberá alcanzar una puntuación igual o superior a 5 puntos en el Trabajo Práctico



RENUNCIA: En el caso de que el alumno o alumna no realice la entrega del trabajo planteado, se realice fuera de plazo o no se cumplan los criterios de presencialidad (80% mínimo) se considerará automáticamente que se renuncia a la convocatoria. En caso de que se haya entregado el trabajo final anteriormente citado no se podrá renunciar a la convocatoria, dado que se considerará que se ha presentado a esta evaluación.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Con el fin de garantizar el derecho al alumnado a una evaluación final, se contemplan los siguientes mecanismos de evaluación:



-Examen Final (60%): Se realizará una prueba final escrita que podrá incluir cuestiones tipo test, preguntas de desarrollo o problemas asociados a los conceptos abordados en la asignatura. De ser necesario, la prueba se podrá realizar con un ordenador para el cálculo.



-Trabajo Final (40%): Tendrá las mismas características que en la evaluación ordinaria. El enunciado será propuesto con suficiente antelación para poder ser entregado el día de la evaluación final. NOTA: Aquellos estudiantes que cumplan los criterios de presencialidad y hayan cursado las prácticas, podrán, mediante escrito, solicitar que esta prueba se sustituya por la nota obtenida en la "Evaluación de las Prácticas" de la evaluación ordinaria.



Para aprobar la asignatura el alumno o alumna deberá alcanzar una puntuación igual o superior a 5 puntos en el Examen Final



RENUNCIA: La no presentación al examen final supondrá automáticamente la renuncia a la evaluación.

Temario

El temario de la asignatura se divide en 8 temas:



T1. Introducción

T2. Elementos del MPC

T3. MPC en Espacio de Estados

T4. Perturbaciones

T5. Restricciones

T6. Estabilidad

T7. MPC Robusto

T8. MPC No lineal



Adicionalmente hay 6 prácticas asociadas:

P1: MPC en Espacio de Estados

P2: MPC con perturbaciones

P3: MPC con restricciones

P4: MPC estable

P5: MPC Robusto

P6: MPC no lineal

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Apuntes de la asignatura y material subido a plataformas virtuales por el profesor.



Cuaderno de prácticas de la asignatura.

Bibliografía básica

K. Ogata, "Sistemas de Control en Tiempo Discreto", Prentice-Hall, 1996

D.E. Kirk, "Optimal Control Theory: An Introduction", Dover Publications (2004) (En inglés)

E. Camacho, C. Bordons. "Model Predictive Control", Springer-Verlag, 2004 (En inglés).

Bibliografía de profundización

J. M. Maciejowski, "Predictive Control: With Contraints", Prentice Hall, 2002 (en inglés)



L. Grüne, J. Pannek, "Nonlineal Predictive Control: Theory and Algorithms", Springer, 2011.



Rossiter, J. A. "Model-based predictive control: A practical approach. CRC press.", 2003

Revistas

International Journal of Control



Energy Conversion and Management



IET Renewable Power Generation



IET Control Theory and Applications



IEEE Transactions on Control Systems Technology



IEEE Transactions on Energy Conversion



Control Engineering Practice



European Journal of Control

Enlaces

Multi-Parametric Toolbox http://control.ee.ethz.ch/~mpt/



http://mechatronics.ece.usu.edu/ece7360/



http://www.control.lth.se/~kja/