Una herramienta para la investigación de control utilizando algoritmos evolutivos que genera controladores con una morfología preespecificada
Autores: Hernandez, Francisco-David; Cortes, Domingo; Ramirez-Salinas, Marco Antonio; Villa-Vargas, Luis Alfonso
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una herramienta para la investigación de control utilizando algoritmos evolutivos que genera controladores con una morfología preespecificada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Investigación de control
Herramientas de software
Algoritmos evolutivos
Espacio de búsqueda del controlador
Influencia del diseñador
Controlador en lazo cerrado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
En la investigación y diseño de control, es frecuentemente necesario explorar, evaluar, ajustar y comparar muchas estrategias de control. Estas actividades son asistidas por herramientas de software de creciente complejidad; sin embargo, incluso con las herramientas de alto rendimiento existentes, estas actividades son muy consumidoras de tiempo debido a que implican cientos, si no miles, de simulaciones. Si el proceso de realizar dichas simulaciones no está automatizado, puede ser una tarea muy consumidora de tiempo. Se han propuesto algoritmos evolutivos (EA) que en la búsqueda de un control óptimo generan automáticamente muchas estructuras de control. Sin embargo, el espacio de posibles controladores para cualquier sistema dinámico es enorme. Por lo tanto, es obligatorio restringir el espacio de búsqueda del controlador. La mejor manera de restringir el espacio de búsqueda del controlador es permitir que el diseñador influya en la dirección de búsqueda. En este documento proponemos una herramienta de software para la investigación de control que tiene como parte principal un EA que produce solo controladores con una morfología preespecificada. Al especificar una morfología de controlador, el diseñador puede influir en la dirección de búsqueda sin perder la capacidad de exploración de los algoritmos evolutivos. El EA está dotado de una función de costo adaptada para la evaluación rápida del rendimiento del controlador en lazo cerrado. El uso de la herramienta se ilustra buscando un modo deslizante y controladores similares para un sistema lineal inestable y dos sistemas no lineales.
Descripción
En la investigación y diseño de control, es frecuentemente necesario explorar, evaluar, ajustar y comparar muchas estrategias de control. Estas actividades son asistidas por herramientas de software de creciente complejidad; sin embargo, incluso con las herramientas de alto rendimiento existentes, estas actividades son muy consumidoras de tiempo debido a que implican cientos, si no miles, de simulaciones. Si el proceso de realizar dichas simulaciones no está automatizado, puede ser una tarea muy consumidora de tiempo. Se han propuesto algoritmos evolutivos (EA) que en la búsqueda de un control óptimo generan automáticamente muchas estructuras de control. Sin embargo, el espacio de posibles controladores para cualquier sistema dinámico es enorme. Por lo tanto, es obligatorio restringir el espacio de búsqueda del controlador. La mejor manera de restringir el espacio de búsqueda del controlador es permitir que el diseñador influya en la dirección de búsqueda. En este documento proponemos una herramienta de software para la investigación de control que tiene como parte principal un EA que produce solo controladores con una morfología preespecificada. Al especificar una morfología de controlador, el diseñador puede influir en la dirección de búsqueda sin perder la capacidad de exploración de los algoritmos evolutivos. El EA está dotado de una función de costo adaptada para la evaluación rápida del rendimiento del controlador en lazo cerrado. El uso de la herramienta se ilustra buscando un modo deslizante y controladores similares para un sistema lineal inestable y dos sistemas no lineales.