Control avanzado

El área de control avanzado del CER CS²AC-UPC engloba el diseño y la implementación digital de sistemas de control de procesos complejos (generalmente no lineales y distribuidos) sometidos a restricciones de funcionamiento y que requieren el cumplimiento de determinadas prestaciones de funcionamiento. El control avanzado se beneficia de los avances en computación y comunicaciones para poder abordar el control de procesos complejos. No obstante, las redes de comunicación pueden introducir nuevos transitorios, interferencias, imprecisiones en las medidas que ponen en riesgo la estabilidad o las prestaciones de los sistemas dinámicos controlados.

Por otro lado, las decisiones de ingeniería para el control de sistemas complejos se toman habitualmente sin disponer del completo asesoramiento de las herramientas teóricas y analíticas más recientes que deberían ser la clave para la aplicación de nuevas técnicas para la toma de decisiones. Otro problema aparece cuando la teoría no es capaz de dar soluciones a problemas prácticos, habitualmente esta dificultad se cubre mediante la realización de extensas simulaciones y/o ensayos experimentales, lo que requiere tiempo y recursos (un ejemplo son las aplicaciones aeroespaciales). Hay muy pocas, casi ninguna aplicación, donde la teoría "se acopla" perfectamente con la aplicación real, sin necesidad de modificaciones o retoques. Asimismo, esta dificultad es más importante cuanto más críticas son las aplicaciones, las cuales pueden derivar en situaciones de peligro o de costos descomunales (caso de las plantas nucleares). Por otro lado, estas dificultades son las que impulsan el motor de la investigación aplicada, que mantiene ocupados tanto a teóricos como a prácticos de diversas áreas de la Ingeniería.

Como resumen, los objetivos que este ámbito se plantea resolver el CER CS²AC-UPC son:

la resolución de problemas prácticos de cierta complejidad, y
la generación (y posible solución) de nuevas formulaciones teóricas surgidas de la práctica.

Concretamente, desde el centro de investigación se está trabajando para dar respuesta al control de los procesos reales:

Un problema en el que ha estado trabajando el grupo SAC recientemente es en el control activo de ruido acústico aplicado a tubos, cámaras y cascos de motocicletas. El objetivo es implementar estrategias de control activo que permitan reducir el ruido ambiental. Para alcanzar este objetivo se ha estado trabajando con controladores realimentados (feedback) y anticipativos (feedforward) y combinaciones de ambos (estrategias híbridas).

El caso del casco en motocicletas a lo largo de estos últimos años ha recibido una atención especial, debido a las recientes directivas europeas del ruido ambiental en el trabajo. Esta legislación establece el nivel máximo de ruido acústico que un trabajador puede soportar, e intenta evitar la pérdida de audición inducida (NIHL). El problema radica en que la tecnología existente no puede cumplir la normativa. Diferentes estudios médicos apuntan a que esto afectará especialmente a los conductores profesionales (policía, repartidores, deportistas, instructores). Hay pocos trabajos de CAR en cascos, pero la estructura de control híbrida parece bastante prometedora. Aún falta resolver problemas de estabilidad de los controladores anticipativos adaptativos, alternativas de controladores no lineales y/o variantes en el tiempo e implementación y manipulación de datos en tiempo real.

Control activo de ruido acústico (CAR)