Search

En este trabajo se aborda el problema de controlar un proceso cuya salida se muestrea de forma irregular. Para ello se propone utilizar un predictor que estima las salidas del proceso en instantes regulares de tiempo más un controlador convencional que calcula la acción de control a partir de las estimaciones del predictor (técnica conocida como control inferencial). La predicción consiste en estimar las variables de salida que se desean controlar a partir de las mediciones realizadas con diversos sensores utilizando para ello un modelo matemático del proceso. El filtro de Kalman permite hacer la predicción de forma óptima si las perturbaciones tienen una distribución gaussiana de media cero, pero con el inconveniente de requerir un elevado coste computacional cuando se utilizan diferentes sensores con retardos temporales variantes. En este trabajo se propone una estrategia de predicción alternativa de bajo coste computacional cuyo diseño se basa en el conocimiento de la disponibilidad de mediciones y de los retardos (del proceso, del sistema de medición o del sistema de transmisión de datos) y de la naturaleza de las perturbaciones. Los predictores propuestos minimizan el error de predicción frente al muestreo aleatorio con retardos variantes, perturbaciones, ruido de medida, error de modelado, retardos en la acción de control e incertidumbre en los tiempos de medición. Las diferentes estrategias de diseño que se proponen se clasifican según el tipo de información que se dispone de las perturbaciones y del coste computacional requerido. Se han planteado los diseños para sistemas monovariables, multivariables, lineales y no lineales. Asimismo, también se ha elaborado una forma más eficiente de incluir mediciones escasas con retardo en el filtro de Kalman, con el objetivo de reducir el coste computacional de la predicción. En este trabajo se demuestra que los sistemas de control inferencial que utilizan los predictores propuestos cumplen con el principio de sep, Peñarrocha Alós, I. (2006). Sensores virtuales para procesos con medidas escasas y retardos temporales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/3882.

En esta tesis doctoral se aborda el control de sistemas no lineales mediante el empleo de controladores predictivos generalizados (GPCs) en espacio de estados. En primer lugar se realiza una revisión de la metodología de diseño del GPC en la versión entrada/salida (E/S). Partiendo de esta revisión se propone un modelo CARIMA en espacio de estados para el GPC que permite diseñar al mismo utilizando una menor cantidad de memoria y un menor tiempo de cómputo, así como de reducir la complejidad asociada la formulación E/S. Para la estimación de los estados del modelo CARIMA se propone el uso de un observador de rango completo que se diseña por asignación de polos, estableciéndose un importante resultado: los polos de este observador coinciden con las raíces de los polinomios de filtrado utilizados en la formulación E/S. Posteriormente se analizan las propiedades de observabilidad y controlabilidad del modelo CARIMA propuesto en espacio de estados, llegándose a la conclusión de que se trata de una realización mínima bajo condiciones no demasiado restrictivas, lo cual supone que la predicción se basa en un modelo con el mínimo orden posible. Tras esto, se presenta una metodología de análisis y diseño estable para el GPC mediante el uso del índice de coste como función de Lyapunov, y para el caso con restricciones de la teoría de conjuntos invariantes aplicada al GPC. Seguidamente, se presenta una metodología de diseño robusto para el GPC mediante el empleo de las desigualdades lineales matriciales (LMIs) y de algoritmos genéticos. En concreto, se analiza el caso de sistemas con incertidumbre invariante y variante con el tiempo de tipo lineal fraccional, una de las más complejas y generales utilizadas en la literatura analizada. Finalmente se presenta el controlador GPC-LPV una extensión del GPC en espacio de estados. Se trata de un controlador variante con el tiempo que presenta dependencia lineal fraccional con respecto de las señales de salida medibles. Su diseño es, Salcedo Romero De Ávila, JV. (2005). GPCs en espacio de estados para el control de sistemas no lineales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1882.

El procedimiento de calibrado de una cámara acaba siendo un paso necesario para la obtención de información 3D del entorno a partir de imágenes 2D del mismo. Existen diferentes técnicas las cuales se basan en fotogrametría o autocalibración. Los métodos basados en fotogrametría capturan una imagen de una escena conocida compuesta por una plantilla tridimensional, bidimensional o unidimensional. Las técnicas de auto calibración se basan en la obtención de varias imágenes de una misma escena aprovechando la rigidez de la misma para establecer restricciones que permitan realizar la calibración de la cámara.Como resultado de la calibración de la cámara se obtienen los parámetros intrínsecos y extrínsecos de la misma. La obtención de todos los parámetros de la cámara mediante calibración, no es exacta debido a imprecisiones que perturban el proceso. Estas imprecisiones surgen por imperfecciones constructivas de las lentes, desalineamientos mecánicos de las mismas o del sensor, y también por procesar la imagen y obtener posiciones de los puntos dentro de ellas. Los resultados dependen tanto de la plantilla de calibración utilizada, como del algoritmos para resolverla, así como del tratamiento previo que se les pueda realizar a los datos.Desde el punto de vista que es imposible obtener una valor exacto para cada uno de los parámetros de la cámara, resulta interesante obtener un intervalo. Estas incertidumbres asociadas a los parámetros de la cámara permitirán mejorar los procedimientos de reconstrucción 3D y de medida que se realicen a partir de los mismos. También, a la hora de calibrar una cámara surgen preguntas acerca del algoritmo o plantilla a utilizar, nº de puntos a colocar en la plantilla, nº de imágenes a tomar de la misma, así como las posiciones y orientaciónes desde las que tomar las imágenes.Esta tesis pretende dar respuesta a todas estas cuestiones. En primer lugar se adopta el método de calibración que mejor resultados obtiene basándose en los métodos e, Ricolfe Viala, C. (2006). Caracterización y optimización del proceso de calibrado de cámaras basado en plantilla bidimensional [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1858.

La tesis está centrada en los biorreactores en "fed-batch", dada la importancia de estos reactores agitados de alta densidad para la producción industrial eficiente de proteinas, encimas,.... utilizando microorganismos modificados genéticamente. El problema real está caracterizado por la escasez de medidas en línea. Otros problemas importantes son la (fuerte) incertidumbre paramétrica y la presencia significativa de no linealidades. Además de los problemas comentados, en el caso de biorreactores en ``fed-batch'' es necesario tratar con equilibrios parciales, es decir, sólo respecto a una parte de las variables. Los objetivos principales de la tesis son:- La búsqueda de un conjunto limitado de estructuras de modelos representando la mayor parte de los casos de interés industrial.- La solución, como primer paso en una aproximación de ``abajo-arriba'', del problema de control para el caso de cultivos puros con un sólo substrato limitante y asumiendo el oxígeno está en exceso.- El diseño de controladores para regular la tasa específica de crecimiento de los microorganismos. Utilizando solamente medidas en línea de biomasa y volumen, sin ninguna estimación de la tasa de crecimiento ni de ninguna otra variable. Y, finalmente, teniendo en cuenta las no linealidades del sistema, la incertidumbre y otros fenómenos.- Tratar el problema citado anteriormente de estabilidad parcial. El último punto ha marcado la elección de las posibles técnicas a estudiar para resolver el problema de control. En concreto:- Técnicas de control geométrico(Fradkov et al.). El problema de control de biorreactores puede ser visto como uno de "control de coordinación". La solución está relacionada con algunas propiedades específicas de lossistemas como la invarianza y la atractividad local de conjuntos no triviales en el espacio de estados. - Flatness. Aunque comunmente asociada con la linealización exacta, un sistema puede ser plano dentro de un subconjunto del espacio de estados sin ......, Picó Marco, E. (2004). Nonlinear robust control of biotechnological processes. Application to fed-batch bioreactors [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/2901.

Los trabajos en el área de control de finales del siglo de XIX y principios del siglo XX, describían el modelado, análisis y diseño de sistemas lineales empleando herramientas matemáticas bien definidas como el álgebra lineal y el cálculo diferencial. Sin embargo, a mediados de los años 40 comienzan a surgir trabajos que introducen el concepto de sistemas no lineales. A partir de este momento, el interés por el desarrollo de herramientas teóricas para el análisis y diseño de controladores no lineales fue en aumento. En la actualidad, existen diversas metodologías que son empleadas en el análisis y diseño de sistemas de control no lineales. Sin embargo, no existe una teoría generalizada análoga al álgebra lineal y el cálculo diferencial de los sistemas lineales. Por ello, las líneas de investigación que abordan el estudio de procesos no lineales se encuentran en continua evolución. En primer lugar, la tesis presentada aborda el estudio del estado del arte de algunas de las técnicas más destacadas para el modelado e identificación de sistemas no lineales. El documento de tesis hace especial hincapié en las técnicas que emplean modelos borrosos con estructura Takagi-Sugeno (TS). Una vez introducidos los modelos borrosos TS, se presenta el estado del arte en el diseño de contralores borrosos denominadas Compensadores Paralelos Distribuidos (PDC) y su aplicación al control predictivo. Asimismo, se describen los fundamentos matemáticos necesarios para la reformulación del problema de diseño de PDC en términos de Desigualdades Matriciales Lineales (LMIs). La revisión del estado del arte que se realiza en el documento de tesis, pone de manifiesto la dificultad existente cuando se aborda el diseño de controladores borrosos predictivos. El principal inconveniente es la resolución del problema de optimización que se plantea al aplicar la filosofía de control predictivo., García-Nieto Rodríguez, S. (2010). Identificación y control predictivo Fuzzy T-S en espacio de estados. Una aproximación al control no lineal [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/8328.

El Control Predictivo Basado en Modelos (CPBM) optimiza un índice que incorpora un parámetro de penalización para las acciones de control lambda, con el fin de que no sean demasiado bruscas, a la vez que se mejora la robustez del sistema. El principal inconveniente radica en que el sintonizado de lambda se suele regir por criterios empíricos, y poco orientados a la mejora de la robustez. De entre las diferentes técnicas de mejora de la robustez en CPBM se destaca la optimización Min-Max de las especificaciones, donde se resuelve el problema de optimización para el peor modelo en una región acotada.Desde otro punto de vista, el principio de mínimos cuadrados está presente en numerosas teorías de identificación y control. De hecho el CPBM se puede plantear como un problema de mínimos cuadrados. Su principal inconveniente radica en que es sensible a los errores en los datos (mal condicionamiento), lo cual se puede mejorar regularizando el problema mediante el parámetro de regularización lambda ajustado empíricamente (análogo al parámetro lambda de penalización del esfuerzo de control en CPBM).La técnica BDU (Bounded Data Uncertainties) es una técnica de regularización de problemas de mínimos cuadrados, originalmente desarrollada para problemas de estimación, y poco usada en control, salvo el controlador lineal cuadrático (LQR) con horizonte de predicción finito considerando incertidumbre paramétrica.Dicha técnica diseña el parámetro de regularización lambda teniendo en cuenta la cota de la incertidumbre presente en el sistema y plantea el problema como una optimización Min-Max. Por lo tanto se puede establecer la analogía con el problema Min-Max de CPBM robusto, así el objetivo principal de la tesis consiste en usar la técnica BDU para sintonizar lambda de modo guiado y con el fin de mejorar la robustez del sistema.Otro objetivo adicional es asegurar la estabilidad. Por tanto, se pretende plantear un LQR robusto y estable, denominado LQR-BDU, robusto por usar, Ramos Fernández, C. (2007). Control predictivo basado en modelos (CPBM) robusto con BDU [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1844.

En esta tesis doctoral se aborda el problema del control predictivo sujeto a restricciones definidas como la unión no convexa de varios poliedros. Los controladores propuestos son de utilidad, por un lado, para procesos que presentan de manera natural restricciones de dicha forma y, por otra parte, como una alternativa al control predictivo no lineal cuando períodos de muestreo bajos no permiten la aplicación de programación no lineal. En los primeros capítulos del trabajo se demuestra la existencia de una solución explícita a los problemas de optimización que aparecen al plantear este tipo de controladores predictivos. Dicha solución es afín a tramos definidos mediante desigualdades lineales y cuadráticas. Se introducen dos metodologías diferentes para la obtención de esta solución explícita: la metodología de intersección, división y unión y la de la envolvente convexa. La primera de estas metodologías se basa en formular subproblemas con las restricciones convexas cuya unión forma las restricciones originales y obtener la solución explícita del problema original a partir de las soluciones de dichos subproblemas. La segunda metodología planteada se basa en el cálculo de la envolvente convexa de los conjuntos de restricciones y la obtención de la solución explícita del problema convexo definido por estas nuevas restricciones. Se demuestra como parte de las regiones de la solución explícita del problema original coinciden con las del nuevo problema, y se propone un procedimiento para identificarlas y obtener el resto de regiones, completando la solución explícita buscada. Se estudian también algoritmos eficientes para la implementación en línea de leyes de control explícitas como las obtenidas. En particular, se propone un algoritmo basado en un árbol binario de una partición lineal y una comparación de índices de costes en las regiones en las que sea necesario., Pérez Soler, E. (2011). CONTROL PREDICTIVO SUJETO A RESTRICCIONES POLIÉDRICAS NO CONVEXAS: SOLUCIÓN EXPLÍCITA Y ESTABILIDAD [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/9315.

El desarrollo de observadores para la estimación de variables y/o parámetros en un proceso biotecnológico es el tema central del presente trabajo. Se aborda así el desarrollo de un observador de estados que considera en su diseño las incertidumbres presentes en el modelado del sistema, definidas éstas dentro de un politopo cuyos vértices son los límites de operación del sistema.Este desarrollo se presenta en dos vertientes. Una es la aplicación del concepto a un observador Luenberger clásico. Este desarrollo tiene como principal característica que la matriz de ganancia es determinada empleando el procedimiento de desigualdades matriciales lineales (LMI).La otra aplicación es hacia un observador híbrido, el cuál se compone de un observador Luenberger, desarrollado bajo el esquema mencionado anteriormente, y un observador Asintótico, en el cuál mediante un parámetro que depende del modelo, hace que el observador transite entre uno u otro tipo de observador.Además se desarrolla una extensión del observador híbrido para aplicarse a un esquema multifrecuencial, el cuál se define mediante las medidas disponibles en línea y las medidas realizadas fuera de línea y con retardo.Estas propuestas se comparan con un observador asintótico clásico y un filtro Kalman extendido, mostrándose los resultados de la misma bajo condiciones de simulación., Chiu Nazaralá, R. (2009). Análisis y desarrollo de observador empleando LMI aplicado a bioprocesos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/6883.

El control de robots manipuladores tiene por objeto mejorar la calidad, productividad y funcionalidad de dichos sistemas industriales. Para ello, se hace necesario que el diseño de los métodos de control tengan en cuenta el carácter no lineal de la dinámica de estos sistemas. Por este motivo la presente tesis se centra en el control no lineal de sistemas robotizados, por lo tanto se aborda el modelado dinámico de robots y el desarrollo de controladores dinámicos así como su implementación en entornos de tiempo real. Por una parte, se desarrolla el modelo dinámico de un robot manipulador a partir de las ecuaciones de la dinámica de acuerdo al formalismo de Gibbs-Appell. Para ello, se asume el robot constituido por barras rígidas y pares ideales. Este algoritmo está formulado de una forma recursiva logrando por ello un coste computacional lineal, que permite desarrollar aplicaciones de tiempo real. Además se tiene en cuenta que los algoritmos de resolución del modelo dinámico necesitan conocer de forma fiable los parámetros físicos del robot, por lo que se tienen que desarrollar procedimientos para poder utilizar un conjunto de parámetros base identificados tanto en el Problema Dinámico como a la hora de construir la ecuación del movimiento del robot. Por otra parte, a partir del modelo del robot se aborda el control dinámico de éste. Los controladores de movimiento desarrollados son controladores basados en el modelo del robot, es decir, aquellos que tienen en cuenta la descripción no lineal del sistema robotizado. De todos los posibles controladores de esta clase que existen, nos centramos en dos tipos, los controladores por dinámica inversa y los controladores basados en pasividad. Los primeros alcanzan el objetivo de seguimiento de trayectoria mediante la linealización por realimentación de la dinámica no lineal del robot. El segundo grupo modifica la energía mecánica del sistema con el fin de alcanzar el objetivo de control., Rosillo Guerrero, N. (2009). Estudio e implementación de controladores dinámicos de robots industriales en tiempo real [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/6121.

El temblor es una oscilación rítmica involuntaria de una parte del cuerpo. Aunque todas las personas tenemos una pequeña componente del temblor, existen patologías con temblores muy discapacitantes. Los temblores patológicos son el trastorno del movimiento más frecuente y en muchos casos son resistentes a los tratamientos habituales farmacológicos o quirúrgicos . La existencia de ortesis para la supresión del temblor puede ser una alternativa a los tratamientos establecidos en aquellos casos en que éstos no son eficaces o el paciente los rechaza. En el diseño de ortesis para la supresión del temblor es necesario tener en cuenta, además de los principios ortésicos comúnmente establecidos, otra serie de factores debidos al carácter intrínsecamente dinámico del temblor. Estos factores se han resumido en tres principios: 1. Restringir el desplazamiento relativo entre apoyos de segmentos corporales consecutivos para aumentar la rigidez dinámica efectiva de los contactos ortesis segmento corporal. 2. Aumentar la presión de contacto de los apoyos de la ortesis (con respecto a las ortesis convencionales) con el objeto de aumentar la rigidez dinámica efectiva de los contactos ortesis segmento corporal. 3. Diseñar los apoyos de las ortesis de modo que el contacto con el segmento corporal se realice en tres puntos no alineados del segmento con el objeto de garantizar la alineación ortesis segmento corporal. Además, se ha caracterizado el temblor patológico para conocer de qué modo sus parámetros dinámicos se relacionan con la severidad del temblor y para estimar los esfuerzos articulares asociados al movimiento tembloroso. Con todo ello se han diseñado y construido dos ortesis de miembro superior para la supresión del temblor patológico. Una de las ortesis está accionada mediante motores de corriente continua y controla los movimientos de flexoextensión del codo, flexoextensión de la muñeca y pronosupinación del antebrazo. La otra ortesis utiliza un amortiguador line, Belda Lois, JM. (2009). Principios biomecánicos para la supresión del temblor por medios ortésicos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/4702.

La identificación de los parámetros dinámicos que constituyen el modelo dinámico de un robot manipulador tiene por objeto la estimación de valores precisos de dichos parámetros a partir de medidas experimentales del movimiento del robot, siendo éste el único procedimiento práctico que permite la obtención de valores fiables de los mismos cuando el sistema mecánico presenta una mínima complejidad. La importancia de la identificación de parámetros dinámicos se manifiesta especialmente tanto en aplicaciones de control por dinámica inversa como en simulación dinámica. En esta tesis, se aborda la identificación de parámetros dinámicos, tanto desde el punto de vista teórico como experimental, en robots manipuladores con configuración de cadena cinemática abierta.Por una parte, se desarrolla el modelo dinámico de un robot manipulador a partir de las ecuaciones de la dinámica de acuerdo al formalismo de Gibbs-Appell. Para ello, se asume el robot constituido por barras rígidas, modelándose independientemente el comportamiento dinámico de los actuadores. Se consideran asimismo algunos modelos de fricción lineales con respecto a sus coeficientes con objeto de modelar los fenómenos de fricción en los nudos. Posteriormente, las ecuaciones que constituyen dicho modelo dinámico son reescritas de forma lineal respecto a los parámetros dinámicos a identificar y en forma matricial, a fin de permitir la posterior aplicación de técnicas numéricas tanto de análisis y reducción como de resolución del sistema de ecuaciones así constituido.Por otra parte, se tratan algunos aspectos fundamentales de la identificación de parámetros dinámicos tanto a nivel teórico como práctico. Así, se aborda la generación de trayectorias optimizadas, recurriéndose a la parametrización de las mismas mediante series finitas de Fourier, lo cual permite beneficiarse del carácter periódico de éstas. Asimismo, se propone un procedimiento para la resolución del sistema de ecuaciones mediante el cual se asegura l, Benimeli Andreu, FJ. (2005). Estimación de parámetros dinámicos en robots manipuladores [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1995.

Los problemas de optimización de desigualdades matriciales lineales en control borroso se han convertido en la herramienta más utilizada en dicha área desde los años 90. Muchos sistemas no lineales pueden ser modelados como sistemas borrosos de modo que el control borroso puede considerarse como una técnica de control no lineal. Aunque se han obtenido muchos y buenos resultados, quedan algunas fuentes de conservadurismo cuando se comparan con otros enfoques de control no lineal. Esta tesis discute dichas cuestiones de conservadurismo y plantea nuevos enfoques para resolverlas. La principal ventaja de la formulación mediante desigualdades matriciales lineales es la posibilidad de asegurar estabilidad y prestaciones de un sistema no lineal modelado como un sistema borroso Takagi-Sugeno. Estos modelos están formados por un conjunto de modelos lineales eligiendo el sistema a aplicar mediante el uso de unas reglas borrosas. Estas reglas se traducen en funciones de interpolación o de pertenecía que nos indican el grado de validez de un modelo lineal respecto del resto. El mayor problema que presentan estas técnicas basadas en desigualdades matriciales lineales es que las funciones de pertenencia no están incluidas en las condiciones de estabilidad del sistema, lo que significa que se prueba la estabilidad y prestaciones para cualquier forma de interpolación entre los diferentes modelos lineales. Esto genera una fuente de conservadurismo que sería conveniente limitar. En la tesis doctoral se presentan varias metodologías capaces de trasladar la información de las funciones de pertenencia del sistema al problema basado en desigualdades matriciales lineales de estabilidad y prestaciones. Las dos principales aportaciones propuestas se basan, respectivamente, en introducir una serie de matrices de relajación que permitan incorporar esta información y en aprovechar la descripción de una amplia clase de sistemas borrosos en productos tensoriales de..., Ariño Latorre, CV. (2008). Relaxed LMI conditions for control of nonlinear Takagi-Sugeno models [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/8301.

Esta tesis aborda el diagnóstico de fallos en sistemas industriales por técnicas de Inteligencia Artificial, tratando en particular el razonamiento borroso y posibilístico. Inicialmente, se presentan los problemas a resolver en el diagnóstico de sistemas y después se plantean estrategias para abordarlos a partir de diferentes técnicas de Inteligencia Artificial, en donde destacamos los métodos relacionales borrosos que serán la base para nuestra aportación principal. También se han estudiado los sistemas expertos basados en lógica borrosa y que usan tablas de decisión, los sistemas expertos que combinan lógica borrosa con probabilidad y los sistemas de diagnóstico basados en redes Bayesianas. Se experimenta con varias técnicas de diagnóstico descritas en el estado del arte, haciendo combinaciones entre ellas. Una vez experimentadas y evaluadas las anteriores técnicas, vistos los inconvenientes que surgían, se decidió implementar una nueva metodología que diera una mejor solución al problema del diagnóstico. Esta metodología es el diagnóstico posibilístico borroso visto como un problema de optimización lineal. La metodología convierte los enunciados lingüísticos, que componen una base de reglas de un sistema experto borroso, en un conjunto de ecuaciones lineales a través de técnicas relacionales. Luego, estas ecuaciones se utilizan con algoritmos de programación lineal. Algunas modificaciones requieren programación cuadrática. Los resultados obtenidos en esta última aportación en una aplicación de análisis de aceites fueron satisfactorios, presentando al usuario una salida de diagnóstico fácil de interpretar, suficientemente exacta y teniendo en cuenta la incertidumbre en reglas y medidas., Ramírez Valenzuela, JC. (2007). Diagnóstico de fallos en sistemas industriales basado en razonamiento borroso y posibilístico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1922.

Una de las mayores dificultades en el diseño de un sistema decontrol es sin duda la presencia de retardos, máxime si el sistemaque se pretende controlar es inestable en bucle abierto y/o defase no mínima.Los retardos temporales pueden ser intrínsecos a los procesos acontrolar, véase por ejemplo los procesos químicos, biológicos,columnas de destilación, procesos con intercambios térmicos, etc,o bien introducirse en el sistema de control por el propio diseñodel mismo (tiempo de cómputo del algoritmo de control, sistemasdistribuidos, control remoto, redes de comunicaciones, retardosintroducidos por los sensores y/o actuadores, etc.).El Predictor de Smith, así como sus múltiples extensiones, y la técnica de Asignación Finita del Espectro, pueden considerarsecomo las estrategias de control más extendidas para el control de sistemas linealessometidos a retardos de actuación y/o medida.Tanto el Predictor de Smith, como la técnica de Asignación Finitadel Espectro, tienen en común que realizan una compensación delretardo en base a una predicción de la salida, o del estado, apartir de un modelo del sistema considerado. Si el proceso acontrolar es inestable, los esquemas de control resultantes nocumplen la condición de estabilidad interna y por tanto seráninestables.Con objeto de poder aplicar estas técnicas al control de sistemasinestables con retardos temporales, se han propuesto diferentesmodificaciones del esquema original del Predictor de Smith,denominadas genéricamente Compensadores de Tiempo Muerto (DTC),así como diferentes intentos de buscar una implementaciónnuméricamente estable de la técnica de Asignación Finita delEspectro. Destacar sin embargo, que todas estas modificaciones hanconsistido en soluciones parciales del problema planteado, tantoen lo concerniente a la utilización de DTC para el control desistemas inestables de fase mínima o no mínima, como en loconcerniente a la implementación numéricamente estable de laintegral d, García Gil, PJ. (2007). Sistemas dinámicos con retardos temporales: contribución al desarrollo de predictores robustos para el control de sistemas inestables [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/79431., Palancia

La presente tesis doctoral aborda el modelado cinemático y control de robots móviles con ruedas. En concreto se profundiza en los siguientes temas:- Se plantea el modelado de una rueda genérica que incluye todos los tipos comunes: fija, orientable centrada, orientable descentrada (castor) y sueca (también denominada universal, Mecanum ó Ilon).- Se describe un procedimiento eficiente para generar modelos cinemáticos, basado en el concepto de espacio nulo, el cual se aplica posteriormente a un gran número de tipos de robots móviles. Todos estos modelos son caracterizados en cuanto a su precisión o transmisión de errores (isotropía).- Se deduce un novedoso planteamiento geométrico que establece la singularidad de cualquier modelo cinemático de cualquier robot con ruedas. Este planteamiento se aplica a todos los tipos de robots anteriores.- Se desarrolla el modelado dinámico del robot para, a través de tres sucesivas aproximaciones y de la caracterización de las fricciones en las ruedas, llegar a un modelado cinemático con deslizamiento.- Se plantea un esquema de control del robot con tres bucles de control anidados (dinámico, cinemático y de planificación) que es conceptualmente similar a los empleados en robots manipuladores. En particular se profundiza en el bucle cinemático de nivel medio e indirectamente en el de planificación, al caracterizar las referencias que puede seguir cada tipo de robot sin error.- Se presentan experiencias de comprobación de los algoritmos de modelado con deslizamiento y de control del robot, realizadas sobre una plataforma eléctrica industrial (carretilla industrial).- Finalmente se desarrollan dos soluciones para las aplicaciones de aparcamiento en paralelo, con pre-planificación y caracterización geométrica, y de seguimiento de línea por visión., Gracia Calandin, LI. (2006). Modelado cinemático y control de robots móviles con ruedas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1840.

Sistemas de Control Basados en Red es el término que se emplea para referirse a un tipo especial de sistemas de control, que se caracterizan por la utilización un medio de comunicación compartido para la transferencia de información entre el controlador y la planta controlada. Esto significa que, a diferencia de un sistema de control discreto convencional, en este tipo de sistemas el mismo medio de comunicación es empleado para establecer varios bucles de control e incluso para otro tipo de tareas no relacionadas con el control. El hecho de utilizar un enlace de uso no exclusivo para cerrar el bucle de realimentación presenta una serie de inconvenientes que tendrán una influencia negativa en la evolución temporal de la variable de interés. El primero de los inconvenientes característicos de este tipo de sistemas es que el hecho de compartir el enlace reduce el ancho de banda disponible, tanto más cuanto mayor sea el número de dispositivos compitiendo por la utilización del mismo. Esta limitación puede determinar la cota inferior del periodo de muestreo empleado en un bucle discreto convencional y, por lo tanto, supondrá un límite para las prestaciones. Al no estar siempre disponible el medio de comunicación, puede no ser posible transmitir toda la cantidad de información que sería deseable, ya que hay que repartir la capacidad del enlace entre todos los dispositivos compitiendo por su uso. En un sistema de control convencional esta limitación obligaría a aumentar el periodo de muestreo hasta que se pueda garantizar que es posible transmitir toda la información, lo cual en la mayoría de los casos supondrá situarse en el caso peor. El segundo inconveniente que impone el medio compartido es la presencia de retrasos de acceso aleatorios debidos a la naturaleza estocástica del tráfico de información en el enlace. El retraso aparece en el acceso al recurso compartido y, en función de la relación entre el retraso y la frecuencia de la señal discreta a transmitir, es posi, Casanova Calvo, VF. (2005). Sistemas de control basados en red. Modelado y diseño de estructuras de control [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/1864.