Introducción al Control Inteligente

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INTRODUCCIÓN AL CONTROL INTELIGENTE 
 
 
ELABORADO POR: 
 
PROF: ING. IVAN OCHOA 
 
 
CONTROL INTELIGENTE 
 
El Control Inteligente es una generalización del concepto 
de Control y se puede ver como un campo dentro de la 
disciplina de Control. 
 
El Control Inteligente es la disciplina donde los Métodos 
de Control se desarrollan para emular las características 
importantes del ser humano. Estas características 
incluyen adaptación y aprendizaje, planeación bajo gran 
incertidumbre y el trabajo con gran cantidad de datos. 
 
Un Sistema de Control Inteligente es autónomo esto 
significa que tiene el poder de autogobernarse. Existen 
varios grados de autonomía: un controlador totalmente 
autónomo debería tener la habilidad de aún reparar su 
propio hardware si uno de sus componentes falla. 
 
Un Control Fijo Convencional se considera de bajo grado 
de autonomía: un Control Adaptivo Convencional tiene un 
alto grado de autonomía. La autonomía es el objetivo en 
los sistemas de control complejos y los controladores 
inteligentes son una manera de lograrlo. 
HISTORIA 
 
En el origen de los trabajos en control Inteligente cabe destacar la figura de K.S. Fu 
por sus trabajos con "Recognition in the Loop". 
 
Luego, a mediados de los años 80, se produce el desarrollo teórico por parte de 
grupos de trabajo universitarios que plantean el fundamento teórico de este tipo de 
sistemas desde la perspectiva de la Inteligencia Artificial, el control y la interacción de 
sistemas jerárquicos. Se desarrollan las primeras aplicaciones de sistemas expertos 
reales: 
 
Sistemas de 1ra Generación, en los que se logra implantar conocimiento de 
control, tomado de operadores expertos, en forma de reglas. 
 
Sistemas de 2da Generación, basados en modelos de los procesos que manejan. 
En esta época, también, aparecen las primeras herramientas específicas que 
permiten el desarrollo eficaz de sistemas inteligentes de control. 
 
Pero ha sido en la década de los 90 cuando el Control Inteligente ha alcanzado su 
desarrollo. Los centros de investigación, libros, conferencias, congresos y reuniones 
científicas dedicados al tema son muy numerosos. Mención especial merecen los 
proyectos internacionales de investigación financiados por entidades europeas o 
americanas, que han realizado una importante labor de desarrollo de técnicas y de 
transferencia de tecnología dando lugar a muchas aplicaciones industriales. 
CONTROL CLASICO O CONVENCIONAL 
 
Tareas: 
 
Captura de Datos (Sensores). 
 
Calculo de Actuaciones (Reguladores). 
 
Acciones de Control (Actuadores). 
CONTROL CLASICO O CONVENCIONAL 
 
Control de Procesos Complejos: Mal comportamiento 
frente a reguladores clásicos (Sistemas mal Definidos). 
 
Necesidad de aumentar la seguridad de funcionamiento 
(Ejemplo: Reactores Nucleares). 
 
Es necesario que el operador se introduzca dentro del 
sistema de control superpuesto al control convencional: 
este control lo denominaremos Control Supervisor. 
CONTROL SUPERVISORIO 
 
Aparecen dos nuevas tareas: 
 
Presentación de datos al operador. 
Interpretación de ordenes del operador. 
 
La característica fundamental de este tipo de control es que 
incluye un elemento no modelable (al menos de forma 
simple): el operador. 
 
Funciones del Operador: 
 
Tratamiento de Emergencias. 
Fijar referencias (planificación). 
Selección de sistema y parámetros de control (consignas 
de los lazos de control). 
Diagnóstico y tratamiento de averías en tiempo real. 
NECESIDAD DEL CONTROL INTELIGENTE 
 
Unos posibles indicadores de necesidad del Control Inteligente 
serían: 
 
Sobrecarga cognoscitiva de los operadores. 
 
Exceso de información para monitorización. 
 
Dificultad para resolver conflictos de restricciones. 
 
Personal caro o escaso. 
 
Errores costosos. 
 
Incapacidad de los operadores para obtener una 
solución con la celeridad necesaria. 
 
Como limitaciones cabe destacar su gran tamaño y su 
incapacidad para dar soluciones fuera de las previamente 
programadas. 
SUPERVISIÓN EN CONTROL 
¿Será posible reemplazar al 
operador humano por un sistema 
artificial que presente una 
funcionalidad equivalente? 
CONCLUSIONES 
 
 El control automático de procesos tiene como objetivo la 
sustitución del operador de planta por un operador artificial que 
ejecute sus tareas. 
 
 En una planta que se pueda modelar razonablemente mediante un 
modelo diferencial lineal, sin demasiadas restricciones en las 
especificaciones deseadas, muy posiblemente sea suficiente para 
resolver el problema utilizar los clásicos controladores PID. 
 
 Sin embargo, cuando los posibles modelos son complejos, no 
lineales, o con comportamientos impredecibles, o cuando las 
especificaciones de comportamiento son complejas o restrictivas, 
los clásicos PIDs industriales no son suficientes y el sistema de 
control debe ser cada vez más sofisticado. 
 
 Será necesario buscar soluciones en el control óptimo o en el 
control adaptativo, entre otros. y aún así, en muchos casos, 
seremos incapaces de resolver la situación. 
CONCLUSIONES (CONT…) 
 
 Como consecuencia, se llega de nuevo a la necesidad de la 
presencia de un operador humano, encargado de la evaluación del 
estado del proceso y de tomar decisiones sobre cambios en la 
estructura, los parámetros o los objetivos del sistema de control. 
 
 Aunque la complejidad del modelo y los niveles de incertidumbre 
sean tan altos que imposibilite la solución del problema por 
métodos clásicos de control, el operador humano, con un 
adecuado entrenamiento, es capaz de hacer frente a este tipo de 
problemas. 
 
 Esta sorprendente capacidad humana es lo que trataremos de 
emular con el control inteligente. Comprende una serie de 
técnicas, tomadas fundamentalmente de la inteligencia artificial, 
con las que se pretenden resolver problemas de control 
inabordables por los métodos clásicos.