Predictor de Smith

El problema de los controladores clásicos, como por ejemplo el PID, es el comportamiento de éstos a la hora de controlar plantas con retardos importantes.

¿Porqué los retrasos son un problema a la hora de controlar un proceso?

Un retraso es un factor: $$e^{-\tau s}=1\cdot \angle{-\tau\omega\, rad}$$

Como podemos observar tiene siempre módulo 1,luego no se introduce atenuación alguna pero sin embargo la fase si que varía y a mayor frecuencia, mayor desfase se introduce.

Al introducirse tanto desfase, el margen de fase se reduce y el sistema puede llegar a perder la estabilidad en bucle cerrado.

Éstos retardos se pueden deber a los efectos de una red de comunicación que debido al protocolo que usan generan retrasos para que no haya una colisión de datos. También se pueden deber a que la información necesita un tiempo para viajar del sensor al control y del control al actuador. 

Una técnica es usar lo que se conoce como el predictor de Smith.

Ésta técnica se basa en que al conocer el retardo es posible predecir que pasará después del mismo, es decir, podemos predecir lo que pasará. Se basa en un modelo del proceso y mejora la robustez si lo comparamos con un PID.

Lo que se hace es diseñar el controlador como si no hubiera retraso y luego implementamos la siguiente estructura:

Fig. 1: Estructura de un predictor de Smith, el controlador es la zona marcada