TESIS
ALGUNAS CONTRIBUCIONES EN LOS SISTEMAS DE CONTROL EN RED BASADAS EN CÁLCULO FRACCIONARIO
2011-03-10
Ciencia Y Tecnología Industrial Y Gráfica
Ingenieria De Control; Redes De Comunicaciones; Sistemas De Control; Tecnologia De Las Telecomunicaciones
DIRECTORES

Blas Manuel Vinagre Jara (Director)
TRIBUNAL

Feliu Batlle, Vicente (Presidente)

González Fernández-Vallejo, Carlos (Vocal)

Mata De Oliveira Valério, Duarte Pedro (Vocal)

Merchán García, María Del Pilar (Vocal)

Rodríguez Castaño, Ángel (Secretario)
DESCRIPCIÓN
Los sistemas automáticos futuros, e incluso los usados hoy en día, consistirán en un gran númerode dispositivos inteligentes y sistemas de control conectados mediante redes de comunicación locales oglobales. Los sistemas de control en red (NCSs, del término inglés Networked Control Systems),también llamados sistemas de control basados en red (Network Based Control Systems, NBCSs), sonsistemas de control realimentados donde los sensores, actuadores y elementos de cómputo estánconectados a través de una red de comunicación o cualquier otro medio compartido.El uso de una red de comunicación de propósito general para conectar elementos distribuidosespacialmente da lugar a arquitecturas flexibles y normalmente reduce los costes de instalación ymantenimiento. Como consecuencia, los NCSs tienen aplicación en un amplio rango de áreas. Sinembargo, la inserción de la red de comunicaciones en el lazo de control hace complejo el análisis y eldiseño de un NCS, con lo que se generan una serie de desafíos para el sistema de control. Estos puedenser debidos a diferentes cuestiones: retrasos en la transmisión de información entre componentes, quepueden ser considerados como fijos o variables (aleatorios); enlaces de comunicación no realizados, conla consecuente pérdida de información (referenciado como pérdidas de información o paquetes); o laconsideración de canales con ancho de banda limitado.El objetivo en los sistemas de control en red es similar al de otros tipos de sistemas de control, esdecir, garantizar la estabilidad y proporcionar un buen rendimiento en lazo cerrado del sistema. Sinembargo, hay diferentes formas de llevar a cabo el diseño de controladores para controlar sistemas através de una red: aplicar procedimientos tradicionales o generales y modificar el protocolo de la red paramejorar el rendimiento del sistema controlado, o, por otro lado, considerar/compensar los efectosintroducidos por la red durante el proceso de diseño.Además, en la actualidad es cada vez mayor y destacable el número de estudios relacionados conla aplicación del cálculo fraccionario en diversas áreas de la ciencia y la ingeniería. En concreto, lageneralización a órdenes no enteros de controladores tradicionales o de esquemas de control, es decir, elcontrol de orden fraccionario (FOC, del inglés Fractional Order Control), lleva a más parámetros de diseñoo, dicho de otro modo, respuestas temporales y frecuenciales del sistema de control más ajustables,consiguiéndose rendimientos más robustos. El FOC, por tanto, se refiere a sistemas de control y/ocontroladores descritos mediante ecuaciones diferenciales de orden fraccionario (orden no entero).En esta Tesis, por un lado se analiza y modela la red de comunicaciones desde diferentes puntosde vista, principalmente desde el punto de vista del cálculo fraccionario. Por otro lado, sedesarrollan y presentan nuevas estrategias de control de orden fraccionario para sistemas de control enred basado en la compensación de los efectos introducidos por la red.