Prediction for control: a survey

[EN] This paper presents an analysis of dead-time compensating controllers for processes exhibiting a dead time. The robustness and performance of several dead-time compensating control structures are analysed and the effect of the predictor on the closed-loop is studied. A unified approach is used considering ideas from “Model Pedictive Control” (MPC) and “Dead-time Compensators” (DTC). The main papers in the area are revised and the relationships between MPC and DTC are shown. The paper shows that the predictors designed to produce optimal open-loop predictions are not optimal when operating in closed loop. Furthermore, structures based on the Smith predictor offer more robust controllers and similar nominal performance even when the process exactly matches the situation required by optimal controllers. A new concept "Predicción para Control" is introduced where predictors should be designed as an integral part of the controller in order to produce better closed-loop response.
[ES] Este trabajo analiza el control de sistemas con retardo cuando se utilizan estructuras de control basadas en predictores. Se estudia la robustez de diversas estrategias de compensación de retardo y los efectos producidos por el predictor en el comportamiento en bucle cerrado del sistema. Esta problemática se trata de forma unificada utilizando ideas provenientes de dos grandes áreas dentro del control: el área del control predictivo basado en modelo (“Model Predictive Control”, mpc) y el área de los compensadores de tiempos muertos (“Dead Time Compensators”, dtc). Se revisan los trabajos publicados en los últimos años sobre el tema y se muestra que existe una relación muy íntima entre las estructuras de dtc y mpc. Se propone así el concepto de ”Predicción para Control” que considera los efectos de las características de la estructura del predictor utilizado en el controlador en la robustez y comportamiento del sistema en bucle cerrado.
Trabajo financiado por CICYT Contrato DPI 2005-4568 y CAPES-BRASIL Contrato BEXO 0828/05-0.