Desarrollo de la estrategia iMO-NMPC: primeros pasos para su implementación en dispositivos industriales

Abstract

Este trabajo presenta la metodología que se está empleando, dentro del grupo de investigación de control inteligente (GICI) de la UPV/EHU, para el desarrollo de estrategias de control inteligente y su posterior implementación en plataformas de tiempo real. Mediante esta metodología se establece el procedimiento para la validación de dichas estrategias, no solamente desde el punto de vista de simulación, en forma de scripts, sino acercando estos desarrollos a diferente hardware industrial para su posterior implementación en tiempo real en forma de s-functions. El caso de uso que se presenta y que está siendo implementado actualmente es el de la estrategia iMO-NMPC, la cual integra bajo un esquema de control predictivo, algoritmos evolutivos para la optimización y redes neuronales para el modelado de sistemas. Esta metodología se desarrolla haciendo uso de la plataforma de simulación MATLAB/Simulink®. Estos desarrollos se podrán validar en hardware industrial, para lo cual se empleará la generación automática de código que proporciona dicha herramienta de simulación.

Diseño basado en modelos de la estrategia iMO-NMPC: Implementación en dispositivos industriales

“…La aplicación de las primeras tres fases fueron presentadas en el trabajo Zabaljauregi et al (2022) para sistemas no lineales SISO, mientras que en Zabaljauregi et al (2023) se presentó la extensión a sistemas MIMO pero solamente en la primera fase (script). Este trabajo presenta la validación de la estrategia iMO-NMPC en la FASE 4 "S-Function Tiempo-real" para sistemas SISO, dando así continuidad a los trabajos mencionados.…”

“…Estos dos sistemas no lineales han sido empleados con anterioridad dentro del GICI Larrea et al (2014);Zabaljauregi et al (2022), en la validación de la estrategia iMO-NMPC para el control de sistemas SISO. En Zabaljauregi et al (2023), se emplearon estos sistemas para realizar pruebas de la estrategia para el control de sistemas MIMO desacoplados.…”

“…A la hora de desarrollar la implementación de la estrategia, en el GICI se ha optado por una metodología MBD, y se han desgranado las distintas fases para situar al lector en el flujo de trabajo y en qué fase se centra el trabajo. De este modo, tomando como punto de partida el trabajo presentado en las anteriores Jornadas de Automática Zabaljauregi et al (2022), se han presentado el desarrollo realizado para la validación de la estrategia en tiempo real. Inicialmente en el marco de Simulink Desktop Real-Time, el cual se ejecuta en un kernel sobre el sistema operativo de la plataforma de desarrollo.…”

“…Pero la evolución de las plataformas de desarrollo, que priorizaron soluciones de código cerrado, la necesaria modificación y mejora del código junto con el uso de la metodología MBD, llevó al GICI a trabajar en la nueva línea de implementar el código en Matlab/Simulink para poder ejecutarlo en una plataforma speedgoat. De este modo, en Zabaljauregi et al (2022) se presentaron los primeros pasos de la aplicación de la metodología MBD; se validó la estrategia iMO-NMPC en script, se codificó la estrategia en el lenguaje de programación C, se integró el código en un bloque s-function mediante plantillas obteniendo como resultado un bloque s-function de Simulink que integraba la estrategia iMO-NMPC.…”