Nuevas técnicas para ampliar el paradigma metodológico en el contexto del control borroso

Resumen

Este trabajo es un proceso de investigación en el contexto del control borroso basado en los modelos de Takagi-Sugeno (T-S). Se han detectado varios cánones firmemente establecidos en la metodología de este tipo de control que al traspasarlos, permiten obtener una serie importante de ventajas con respecto a la metodología básica del control borroso basado en modelos de T-S. La metodología estándar del control borroso para la identificación y control de sistemas multivariables no lineales consiste en: diseñar varios conjuntos de funciones de pertenencia, realizar la inferencia borrosa, identificar el sistema mediante el método de T-S, obtener modelos de estado para cada regla borrosa y diseñar reguladores mediante el mismo método en todas las reglas borrosas. Se proponen cambios en los modelos de estado empleados para obtener diferentes propiedades en el control. El modelo de estado incremental produce una acción de control que cancela los errores en régimen permanente, resuelve el problema del cálculo del estado de referencia y elimina los términos independientes. Se presenta, además, un controlador incremental borroso paso a paso basado en control predictivo. Para la identificación y control de sistemas que presenten dos o más variables borrosas, se propone el uso de funciones de pertenencia multidimensionales (MDMF) en lugar de la estandarizada inferencia borrosa de funciones de pertenencia monodimensionales (1DMF). Se comprueba que la inferencia borrosa de 1DMF puede colocar las reglas borrosas en puntos inapropiados para una identificación y control óptimo, incluso fuera del rango de trabajo del sistema. Por otro lado, mediante las MDMF, se pueden obtener mejores resultados de identificación mediante un menor número de reglas borrosas. Además, se enfrenta el problema de la identificación y control de sistemas afectados por ruido coloreado. A pesar de que el ruido siempre está presente en cualquier sistema real, este asunto suele ser evitado en la mayoría de trabajos por que conlleva un alto nivel de complejidad y las ventajas obtenidas son difíciles de observar. Se desarrolla un control óptimo basado en una nueva formulación del modelo de estado incremental para sistemas afectados por ruido coloreado. Finalmente, este trabajo pretende romper con la metodología extendida de emplear el mismo método de control en todas las reglas borrosas. Se ha desarrollado un nuevo método de control borroso basado en la combinación de diferentes estrategias de control que sea capaz de aprovechar las ventajas de cada una y atenuar sus inconvenientes.