¿Cuáles son algunos buenos recursos para aprender sobre el control y la optimización de procesos sin modelos?

El término “modelo libre” significa “no contener un modelo explícito del sistema a partir de los primeros principios”. El controlador PID que presenta Ryan Carlyle es un buen ejemplo. Una analogía útil es cómo puede manejar un automóvil a lo largo de una carretera sinuosa sin comprender cómo funciona un automóvil. En cambio, confía en la retroalimentación visual para girar el volante de cualquier manera que lo mantenga en el camino.

“Modelo libre” es sin embargo un nombre inapropiado. Según el padre de la cibernética, W. Ross Ashbye: ” Todo buen regulador de un sistema debe ser un modelo de ese sistema ” [1,4,5]. La diferencia es simplemente que los sistemas ‘sin modelo’ construyen sus modelos a partir de series de tiempo históricas o datos en tiempo real del sistema en estudio, en lugar de las ecuaciones y diagramas de flujo habituales. Para el control del proceso y la optimización centrada en el control de calidad, el control estadístico del proceso es un buen sinónimo [2]. Para la optimización en general, también podría hablar de la optimización de caja negra, mientras que el aprendizaje automático , que realiza predicciones basadas en datos pasados, tiene aplicaciones tanto en control de procesos como en optimización.
En cualquier caso, los métodos tienden a producir ‘algo’ que predice la respuesta del sistema dado un conjunto de entradas. Ese ‘algo’, por lo tanto, se comporta de manera similar al sistema, tal como lo haría un modelo, aunque las entrañas del ‘algo’, ya sean redes neuronales, matrices o un conjunto de vectores, se parezcan poco al sistema real.

Si está tratando de optimizar un proceso o una máquina donde se le permite experimentar y probar diferentes configuraciones, un buen comienzo sería leer sobre el análisis de componentes principales (PCA). Este es un método sencillo que se implementa en muchos paquetes de software diferentes. (por ejemplo, Matlab y Weka) y software dedicado (por ejemplo, Sirius de Pattern Reconition Systems). No es necesario que comprenda PCA para usarlo , pero es preferible comprender el diseño experimental [3], de modo que sepa qué datos alimentar PCA . (Por ejemplo, ¿cómo se configura un diseño factorial completo?) La identificación del sistema [6] mencionada por Saurav Talukdar utiliza los mismos principios del diseño experimental y está estrechamente relacionada con el control estadístico del proceso.

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Goo…
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Sta…
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Des…
[4] http://pespmc1.vub.ac.be/Books/C…
[5] http: //www.goodregulatorproject….
[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Sys…

Posiblemente control de retroalimentación PID? Ampliamente utilizado en el control de procesos donde los modelos no son terriblemente precisos o completamente conocidos.
http://en.m.wikipedia.org/wiki/P

Proporcional: la variable controlada se ajusta linealmente con la distancia del sistema del estado deseado. Imagine que su auto está realmente frío, por lo que aumenta el calor. Luego, a medida que la temperatura mejora, usted reduce el calor. Cuando la temperatura es correcta, apaga el calor.

Los controles solo proporcionales funcionan bien para procesos con pequeños retrasos. Pero tienen una tendencia a oscilar cuando la variable medida tiene un retraso prolongado de la variable controlada. Y a menudo tienen un componente de error pequeño que no se puede eliminar porque la respuesta a errores pequeños es proporcionalmente pequeña.

Integral: el componente de error a largo plazo se integra con el tiempo para producir un ajuste para llevar el proceso con precisión al punto de control. Esto sería como dejar el calor en un nivel bajo para mantener el auto caliente a pesar de que la temperatura sea la correcta. Los cambios rápidos realmente no afectan el componente integral porque solo responden a errores que existen el tiempo suficiente como para acumularse con el tiempo.

Derivada: la tasa de cambio en la variable medida se utiliza para frenar las alteraciones repentinas del proceso, o para evitar que los otros dos términos de control respondan de manera demasiado agresiva a las señales temporales. Un ejemplo sería aumentar el calor inmediatamente al bajar la ventana para usar un cajero automático: el enfriamiento rápido requiere un aumento inmediato del calor para mantener el automóvil caliente. No necesita esperar a que el automóvil se enfríe para responder, ya que el cambio rápido indica que algo significativo ha sucedido con el balance de calor en su automóvil.

También es rutina usar solo 1 o 2 de las variables de control. El control de PI es el más común.

No estoy seguro de lo que estás buscando:

  • Conceptos básicos de medición y control, 4ta edición Thomas A. Hughes ISBN / ID: 978-1-55617-916-7
  • Semana de Automatización 17-19 de octubre de 2011 http://www.isaautomationweek.org/

Divulgación, estoy en el personal de ISA