Control por matriz dinámica rápido utilizando optimización en línea

Abstract

Este trabajo propone una técnica de control predictivo para ser aplicada en procesos rápidos utilizando optimización en línea. Actualmente, en el sector industrial, los controladores avanzados son cada vez más necesarios en los bajos niveles de automatización, que están asociados con tiempos de muestreo del orden de milisegundos o microsegundos. La programación cuadrática resultante del problema de control de un algoritmo de control predictivo con restricciones, como por ejemplo el control por matriz dinámica (en inglés Dynamic Matrix Control - DMC), que es uno de los más usados en la industria, se puede considerar computacionalmente costosa y se convierte en una limitación para empotrar y usar el DMC en plantas con tasas de muestreo rápidas. Este artículo propone una solución a este problema basada en el método de proyección de gradiente acelerada dual, que tiene tiempos de convergencia menores que otras soluciones de la literatura basadas en estrategias de control predictivo con optimización en línea. Además, el control propuesto se implementó en una matriz de puertos programables (en inglés field-programmable gate array – FPGA) y el problema de programación cuadrática resultante se calculó en microsegundos, lo que permite el uso del DMC en procesos muy rápidos.