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FP6

CONNECT — Resultado resumido

Project ID: 31638
Financiado con arreglo a: FP6-SME

Mínima complejidad y mayor competitividad

El control estricto de la seguridad y la calidad durante la fabricación son aspectos que merecen el máximo interés de los fabricantes y los consumidores por igual. Una iniciativa financiada por la Unión Europea ha servido para reducir la inmensa carga computacional asociada a los controladores convencionales y, de paso, podría lograr que los fabricantes europeos sean más competitivos.
Mínima complejidad y mayor competitividad
Actualmente, los controladores basados en la optimización utilizan una fórmula de optimización totalmente en línea que implica una carga computacional inmensa que lleva aparejado un coste creciente del hardware y el software de supercomputación. Un grupo de investigadores financiado por la Unión Europea se propuso simplificar las matemáticas complejas que se usan convencionalmente para definir un sistema de control en determinadas aplicaciones.

El proyecto Connect (« Diseño de controladores avanzados para obtener un rendimiento de fabricación económico, robusto y seguro») se concibió para usar la optimización paramétrica en el desarrollo de controladores avanzados que permitan trasladar la carga computacional fuera de línea. Este tipo de controladores son de especial interés en una amplia gama de aplicaciones que actualmente presentan dificultades operativas y limitaciones notables. Entre estas aplicaciones se encuentran los sistemas industriales que requieren acciones rápidas de control, las aplicaciones críticas para la seguridad en el sector de la automoción, el control de reactores químicos o la obtención de energía.

Imaginemos una imagen digital en un ordenador representada por un número muy elevado de píxeles. El primer paso para simplificar los cálculos necesarios para representar la imagen original es determinar el número mínimo de píxeles necesarios para recrear la imagen original de forma adecuada para la vista del usuario. En otras palabras, a partir de cierto punto, el aumento en la resolución no da lugar a una mejora visible y, en consecuencia, es innecesario. En el caso del algoritmo del controlador, los investigadores definieron el número mínimo de funciones básicas que reflejan la dinámica del sistema sin perder información presente en la representación multidimensional original.

El segundo paso en la analogía de la reproducción de la imagen digital, es determinar el espacio entre píxeles tal que determinadas características no desaparezcan por completo (por ejemplo, una nariz representada por dos puntos se convierte en una línea en lugar de una superficie curva). En el caso del controlador, los investigadores pretendían usar potentes algoritmos de controlador predictivo multiparamétrico (MPC) lineal sobre sistemas claramente no lineales, mediante la reducción del problema no-lineal a un problema lineal por aproximaciones parciales lineales (algo así como crear un símil de una curva a partir de la unión de segmentos muy pequeños de líneas rectas).

El resultado del algoritmo MPD explícito fue la capacidad de resolver el proceso de optimización fuera de línea por adelantado, con lo cual la implementación del control se puede hacer mediante microcontroladores o controladores lógicos programables económicos.

De este modo, el proyecto Connect avanzó en el diseño de controladores basados en la optimización mediante una reducción notable de la carga computacional y de los costes sin sacrificar la integridad. De este modo, los algoritmos MPC innovadores podrían mejorar la competitividad de pequeñas y medianas empresas (PyME) en campos tan distintos como la automoción y la fabricación de cables.

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