MXPA02000932A

MXPA02000932A - Sistema de control adaptativo predictivo experto.

Info

Publication number: MXPA02000932A
Application number: MXPA02000932A
Authority: MX
Inventors: Juan Martin Sanchez
Original assignee: Adaptive Predictive Expert Con
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2006-04-05
Also published as: ATE248390T1; WO2001001205A2; US6662058B1; DE60004860D1; EP1200882A2; AU7937100A; EP1200882B1; WO2001001205A3; ES2206315T3

Abstract

Se presenta un sistema de control adaptativo predictivo experto para procesos variables con el tiempo, monovariables o multivariables, con parametros conocidos o desconocidos y con o sin tiempos muertos de retardo. El sistema de control adaptativo predictivo experto de esta invencion anade un bloque experto en la operacion de los sistemas de control adaptativo predictivo previamente conocidos. Este bloque experto basado en reglas y en la evolucion de las variables del proceso, determina y/o modifica la operacion del bloque conductor, el bloque de control y el mecanismo de adaptacion del estado del arte previo, con el objetivo de mejorar el rendimiento, la robustez y la estabilidad del conjunto del sistema de control.

Description

SISTEMA DE CONTROL ADAPTATIVO PREDICTIVO EXPERTO ANTECEDENTES DE LA INVENCION Campo de la Invención La presente invención consiste en un sistema de control adaptativo predictivo experto para procesos monovariables o multivariables , variables con el tiempo, con parámetros conocidos o desconocidos y con o sin tiempos de retardo. Más concretamente, la presente invención consiste en un sistema con un bloque experto controlando sistemas de control adaptativo predictivo previamente conocidos. Este bloque experto funciona utilizando reglas que pueden determinar, y/o modificar la operación de un bloque conductor, un bloque de control y un mecanismo de adaptación. El bloque experto puede adaptarse a la evolución de las variables de entrada/salida (E/S) utilizadas en los bloques y mecanismo previamente mencionados. La aplicación del bloque experto a sistemas de control definidos en previas metodologías adaptativas predictivas mejora el rendimiento, la robustez y la estabilidad del conjunto del sistema.

Descripción del Estado de la Técnica La aplicación de reglas basadas en el conocimiento para la selección de los parámetros de ajuste del PID es considerada por Coelho AAR y otros en la exposición titulada "MULTI LOOP ADAPTIVE CONTROLLERS IN NON-LINEAR PROCESS CONTROL ", Proceedings ofthe 30th Conference on Decisión and Control, Vol 3, Brighton, Inglaterra, Diciembre de 1991 (1991-12-11), páginas 2909-291 XP000279392. El uso de controladores PID en aplicaciones de control de procesos es bien conocido, mientras que el uso de reglas basadas en conocimiento para modificar los parámetros del controlador PID es un desarrollo más reciente. La aplicación de sistemas de control adaptativo predictivo utilizando controladores adaptativos predictivos es bien conocida. Dichos sistemas de control adaptativo predictivo están descritos en la Patente Europea No. 0037579, emitida el 20 de Agosto de 1986, titulada "Adaptive-Predictive Control Method and Adaptive-Predictive Control System", en la Patente USA No. 4,358,822 emitida el 9 de Noviembre de 1982, titulada "Adaptive-Predictive Control System", y en la Patente del Reino Unido No. 1583545, con fecha 1 de Julio de 1977 titulada "Improvements In an Relating to Control Systems", todas emitidas al presente solicitante. Los controladores adaptativos-predictivos se utilizan para predecir, por medio de un modelo adaptativo-predictivo (AP) incluido en el bloque de control, el valor de un conjunto de variables de salida dinámicas del proceso. El conjunto de variables de salida dinámicas del proceso forma un vector de salida dinámico del proceso en un instante de muestreo futuro. El conjunto de variables de salida dinámicas del proceso además genera en cada instante de muestreo, utilizando el modelo AP, un vector de control predicho que hace que el vector de salida dinámico predicho del proceso sea igual al vector de salida dinámico deseado del proceso en el instante de muestreo futuro. El vector de salida dinámico deseado del proceso es generado por un bloque conductor de acuerdo al criterio de funcionamiento deseado. Además, los controladores adaptativos-predictivos incluyen un mecanismo adaptativo que actualiza periódicamente los parámetros del modelo AP dentro del bloque de control. Las actualizaciones ocurren de tal manera que la diferencia entre el valor real del vector de salida dinámico del proceso en el instante de muestreo futuro y el valor del vector de salida dinámico predicho del proceso se reduce tendiendo a cero. Los sistemas de control adaptativos-predictivos han exhibido fiabilidad y un funcionamiento excelente cuando se han aplicado a procesos industriales. Sin embargo, su funcionamiento, robustez y estabilidad se hace menos fiable cuando el proceso controlado es muy no-lineal, variable con el tiempo y/o evoluciona en presencia de fuertes ruidos y perturbaciones. En estas situaciones, se debe determinar cuando se puede aplicar con éxito el control adaptativo predictivo, y cuando puede ser ventajoso utilizar la información en tiempo real del proceso disponible para modelar la relación entrada/salida del proceso. Por tanto, se desea una nueva solución de control en la cual: a) La experiencia en la aplicación de control adpatativo-predictivo pueda usarse (i) para desarrollar reglas que determinen en tiempo real cuando el control adaptativo predictivo es aconsejable; y (ii) cuando el control adaptativo-predictivo sea aconsejable, desarrollar reglas adicionales que determinen cómo se debe aplicar y cuando se debe realizar la adaptación de los parámetros del modelo AP. b) Cuando el control adaptativo-predictivo no sea aconsejable, se debería tener en cuenta el conocimiento experimental del operador humano por medio de un conjunto de reglas adicionales que aplicarán un vector de control "inteligente" al proceso. La presente invención es una mejora sobre los sistemas de control adaptativos-predictivos previamente expuestos en las ya mencionadas Patentes USA Nos. 4,358,822 y 4,197,576, y en la Patente del Reino Unido No. 1583545.

BREVE DESCRIPCION DEL INVENTO El sistema de control adaptativo-predictivo experto de la presente invención añade un bloque experto dentro de la operación de los sistemas adaptativos-predictivos previamente conocidos. El bloque experto determina y/o modifica la operación del bloque conductor, del bloque de control y del mecanismo adaptativo del estado del arte previo. El bloque experto opera con un conjunto de reglas, por ejemplo: a) Un primer conjunto de reglas que pueden determinar si el bloque de control puede utilizar o no el modelo AP para generar un vector de control por aplicación del control adaptativo -predictivo según se definió en el estado del arte previo. b) Cuando el modelo AP se puede utilizar para generar el vector de control, un segundo conjunto de reglas puede determinar si los parámetros del modelo AP pueden ser actualizados o no a partir de las medidas en tiempo real de las variables E/S del proceso. c) Cuando el modelo AP se puede utilizar para generar el vector de control, un tercer conjunto de reglas pueden determinar si los límites de control aplicados al vector de control predicho deben ser apropiadamente reducidos o no. d) Cuando el modelo AP no debiese ser utilizado para generar el vector de control, el bloque de control utilizará un cuarto conjunto de reglas, basadas en la experiencia de control del operador humano, para generar el vector de control que se ha de aplicar al proceso. e) Cuando el modelo AP se puede utilizar para generar el vector de control, un quinto conjunto de reglas pueden determinar si el criterio de funcionamiento del bloque conductor debe ser redefinido o no. f) Cuando el modelo AP se puede utilizar para generar el vector de control, un sexto conjunto de reglas pueden determinar si los parámetros del modelo AP deben ser reinicializados a ciertos valores predefinidos o no.

Los conjuntos de reglas considerados anteriormente, dentro del bloque experto, imitan de diferentes formas la inteligencia humana. Por ejemplo, estas reglas pueden tener en cuenta dominios específicos en los cuales residan las variables E/S del proceso y la longitud del "tiempo de residencia", entendiendo por "tiempo de residencia" el número de períodos de control consecutivos que las variables E/S del proceso permanecen en un dominio específico. La relación entre los conjuntos de reglas y los dominios específicos y tiempos de residencia puede ser definida, por ejemplo, como sigue: 1) El primer conjunto de reglas puede examinar un primer dominio y un primer tiempo de residencia para el vector de salida dinámico del proceso, que contenga por lo menos una variable de salida del proceso. El primer conjunto de reglas puede entonces determinar que se aplicará control adaptativo-predictivo cuando el vector de salida dinámico del proceso resida en el primer dominio durante un tiempo superior al primer tiempo de residencia predeterminado. 2) El segundo conjunto de reglas puede examinar un segundo dominio y un segundo tiempo de residencia para el vector de salida dinámico del proceso. El segundo conjunto de reglas puede determinar que la adaptación mediante la actualización de los parámetros del modelo AP debe ser detenida mientras se aplica control adaptativo-predictivo. Las actualizaciones del modelo AP pueden ser detenidas cuando el vector de salida dinámico del proceso reside en el segundo dominio durante un período de tiempo superior al segundo tiempo de residencia. 3) El tercer conjunto de reglas puede examinar un tercer dominio y un tercer tiempo de residencia para el vector de salida dinámico del proceso. El tercer conjunto de reglas puede llevar a cabo un ajuste apropiado de los límites de control cuando se aplica control adaptativo-predictivo. El ajuste de los límites de control se aplica cuando el vector de salida dinámico del proceso reside en el tercer dominio durante un período de tiempo superior al tercer tiempo de residencia. Además, mientras el vector de salida dinámico del proceso esté en el dominio de control adaptativo-predictivo, el bloque experto siempre será capaz de modificar los parámetros del bloque de control y/o redefinir el criterio de funcionamiento del bloque conductor teniendo en cuenta las condiciones particulares de operación del proceso y el funcionamiento que se desea del sistema de control. Por tanto: 4) El quinto conjunto de reglas puede examinar la evolución el vector de salida dinámico del proceso para redefinir el criterio de funcionamiento del bloque conductor de acuerdo al funcionamiento deseado para el sistema de control. Se define un primer conjunto de subdominios relacionados con el dominio de aplicación de control adaptativo-predictivo de acuerdo al criterio de funcionamiento deseado para el sistema de control. La redefinición del criterio de funcionamiento del bloque conductor puede ocurrir cuando el vector de salida dinámico del proceso entre y resida en un subdominio del primer conjunto de subdominios durante un tiempo de residencia predeterminado. 5) El sexto conjunto de reglas puede examinar la evolución del vector de salida dinámico del proceso para determinar cuando los parámetros del modelo AP deben ser parcial o totalmente reinicializados. La reinicialización puede utilizar el conocimiento experimental disponible de la dinámica del proceso en un subdominio de un segundo conjunto de subdominios. Nuevamente, el segundo conjunto de subdominios está relacionado con el dominio de aplicación de control adaptativo-predictivo. La reinicialización se puede aplicar cuando el vector de salida dinámico del proceso resida en un subdominio del segundo conjunto de subdominios durante un tiempo de residencia predeterminado.

La característica distintiva de la presente invención permite al sistema de control adaptativo-predictivo experto controlar procesos bajo la influencia de ruidos y perturbaciones y/o con una dinámica fuertemente no lineal y de naturaleza variable con el tiempo de tal manera que el funcionamiento, robustez y estabilidad del nuevo sistema son significativamente mejores que aquéllos del estado del arte previo, como se explica a continuación. Según se ha expuesto previamente, el funcionamiento del bloque experto permite combinar control adaptativo-predictivo con control basado en reglas. El primero será utilizado en el dominio de operación donde sea posible describir de forma satisfactoria el comportamiento dinámico del proceso por medio de un modelo AP y, por tanto, obtener un control preciso y fino, como se describía en el estado del arte previo, y el segundo en el dominio de operación donde sea aconsejable utilizar la experiencia del operador humano e imitar su comportamiento por medio de reglas. De hecho, en la mayoría de las aplicaciones industriales de controladores adaptativos-predictivos, estos controladores están en modo automático sólo en un cierto dominio de operación y, cuando el proceso sale de este dominio, el operador lleva el control manual de la planta. Por tanto, esta característica distintiva de esta invención permite integrar el conocimiento del operador dentro del sistema de control automático, aumentando de esta forma su robustez, autonomía y estabilidad en todo el rango de operación de la planta. Otra característica distintiva más de la presente invención permite detener la operación del mecanismo adaptativo cuando el proceso no debe aplicar control adaptativo-predictivo o cuando las variables E/S del proceso alcancen un cierto dominio, en el cual el efecto de ruidos y perturbaciones podría causar una desviación no deseada de los parámetros del modelo AP dentro del bloque de control. Por ejemplo, esto podría ocurrir cuando el proceso se aproxime a la estabilidad y, en esta situación, el nivel de ruidos y perturbaciones sea relativamente grande en relación con la variación del vector de control. En ese caso, es aconsejable ignorar la información sobre las variables E/S del proceso con propósitos de estimación y, por tanto, detener la actualización de los parámetros del modelo AP. En caso contrario, la desviación anteriormente mencionada en los parámetros del modelo AP originaría inestabilidad en la operación del sistema de control. De forma similar una característica adicional de la presente invención permite evitar el problema de grandes acciones de control predictivo erráticas que pueden, por ejemplo, estar originadas cuando el control adaptativo-predictivo intente compensar perturbaciones y ruidos estocásticos, añadidos al vector de salida dinámico del proceso, y el nivel de dichas perturbaciones y ruidos estocásticos sea relativamente grande en comparación con la tendencia total actual de la evolución del vector de salida dinámico del proceso. La definición de un dominio de control limitado soluciona este problema proporcionando una acción de control eficiente y suave, a pesar de los ruidos estocásticos que puedan actuar sobre el proceso y evita así las excursiones grandes y muy frecuentes del vector de control. Una característica adicional más de la presente invención permite reinicializar total o parcialmente los parámetros del modelo AP del bloque de control cuando el vector de salida dinámico del proceso evolucione alcanzando subdominios de operación donde puedan ocurrir cambios importantes, incluso discontinuos, en la dinámica del proceso, como ocurre en un proceso de PH o en un avión supersónico. Esta característica adicional utiliza el conocimiento disponible sobre la dinámica del proceso en dichos subdominios de operación para evitar el deterioro significativo que dichos cambios en la dinámica del proceso pueden causar en el funcionamiento del sistema de control. Otra característica de la presente invención permite la modificación del criterio de funcionamiento del bloque conductor para ajustar, cuando se requiera, el funcionamiento deseado del sistema de control a las condiciones de operación, mejorando así el funcionamiento conjunto del sistema. En la siguiente descripción en detalle de la invención, el control adaptativo-predictivo experto se presenta como una extensión del previo sistema adaptativo-predictivo descrito en la Patente USA No. 4,197,576, con el objeto de permitir una comprensión mejor y simple de la invención, pero además incluye caraterísticas de otras descripciones del estado del arte previo, tales como aquéllas de la Patente Europea No. 0037579 y de la Patente USA No. 4,358,822. Por ejemplo, en la Patente USA No. 4,197,576 el horizonte de predicción utilizado es igual a 1, pero la invención puede ser aplicada directamente de forma tan sencilla como a un caso con un horizonte de predicción mayor, como el que se considera en la Patente Europea No. 0037579 y en la Patente USA No. 4,358,822. Es importante destacar que la invención es una extensión del estado del arte previo en control adaptativo-predictivo y por tanto puede ser aplicada como una extensión de cualquiera de los casos de dicho estado del arte previo. Las características y ventajas anteriores, y otras, de la presente invención resultarán claramente visibles después de leer la siguiente descripción junto con los dibujos correspondientes, en los que los números de referencia designan elementos correspondientes.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Fig. 1 es una representación esquemática que muestra la estructura general y conceptual de los sistemas de control adaptativos predictivos, de acuerdo a los casos del estado del arte previo; Fig. 2 es una representación esquemática que muestra la estructura general y conceptual del sistema de control adaptativo predictivo experto de acuerdo a la presente invención; Fig. 3(a) es un gráfico que muestra la salida de un proceso controlado con control adaptativo predictivo experto; y Fig. 3(b) es un gráfico que muestra la señal de control aplicada al proceso de la Fig. 3(a).

DESCRIPCION EN DETALLE DE LA INVENCION Refiriéndonos ahora a los dibujos, en donde los números indican elementos, se muestra en Fig. 2 un diagrama de bloques que proporciona una representación gráfica de el aparato que lleva a cabo el proceso que está siendo controlado y del sistema de control adaptativo predictivo experto que controla la operación del aparato. Debe indicarse, sin embargo, que los diferentes elementos de este diagrama no representan necesariamente entidades separadas físicamente, si no que indican las diferentes funciones que son realizadas por un computador digital. Por supuesto, ya que los diversos elementos del computador se combinan para desempeñar las diferentes funciones del proceso, cada elemento en Fig. 2 puede ser considerado apropiadamente como un conjunto separado de medios para llevar a cabo la función específica. De la comparación entre las Figs. 1 y 2, se puede ver que, básicamente, la presente invención añade e integra la operación del bloque experto 14 que modifica la operación del sistema del estado del arte previo. La operación del bloque experto 14 se describe como una parte de la descripción conjunta del sistema de control adaptativo predictivo como sigue.

En cualquier instante de muestreo k, un operador 2 humano o automático puede decidir aplicar directamente un vector de control u(k) al aparato 10 que está llevando a cabo el proceso que está siendo controlado, como muestra la línea 1. Alternativamente, el operador 2 puede decidirse por la operación automática del sistema de control adaptativo predictivo experto. Cuando el sistema de control adaptativo-predictivo experto está en operación automática, se pueden realizar dos acciones diferentes consecutivamente en cada instante de muestreo k, que se describen a continuación: (A) Acción de identificación: en la acción de identificación, el vector de control u(k) se aplica tanto al aparato 10 que está llevando a cabo el proceso que se está controlando, como al bloque 4 de identificación según se muestra en Fig. 2. El bloque 4 de identificación utiliza un modelo adaptativo-predictivo (AP) almacenado en el bloque de cálculo 5 para calcular un vector estimado d(k) de salida incremental del proceso. Los parámetros del modelo AP pueden ser inicializados o reinicializados por el bloque experto 14, teniendo en cuenta la información recibida desde el sensor 12 y el sexto conjunto de reglas descrito anteriormente. El sexto conjunto de reglas considera el segundo conjunto de subdominios relacionados con el dominio de aplicación de control adaptativo predictivo y sus respectivos tiempos de residencia. Se utiliza un vector de error e(k), que representa la diferencia entre los vectores actual y estimado de salida incremental del proceso y_(k) y d(k), respectivamente, para actualizar los parámetros del modelo adaptativo-predictivo previamente mencionado, a través del mecanismo 6 de realimentación adaptativo. Sin embargo, esta actualización tendrá lugar sólo si es permitida por el bloque experto 14. El bloque experto 14 toma una decisión basada en la información recibida del sensor 12, la entrada del' operador 2 ( vector de entrada v(k), descrito a continuación) y el segundo conjunto de reglas descrito anteriormente. El segundo conjunto de reglas considera el segundo dominio y el tiempo de residencia del vector de salida dinámico del proceso, para determinar si se detiene la adaptación, según se indica en detalle en la operación (C) a continuación. El vector de control u(k) es retardado r + 1 períodos de muestreo en el bloque de retardo 11 antes de ser tratado por el bloque de cálculo 5. (B) Acción de control: La acción de identificación descrita anteriormente siempre tiene lugar antes de que se ejecute la acción de control. Según se muestra en la línea 7 el vector de control u(k) que ha de ser aplicado al aparato 10 que está llevando a cabo el proceso que ha de ser controlado se calcula en el bloque de control 8. Este cálculo es realizado bajo el control del bloque experto 14, basándose en la información recibida del sensor 12 y en el primer conjunto de reglas descrito anteriormente, que considera el primer dominio y el tiempo de residencia para un control adaptativo-predictivo. El cálculo puede hacerse de las dos maneras siguientes: 1. Cálculo de control predictivo: Este cálculo será llevado a cabo por el bloque de control 8 usando la misma actualización del modelo AP que el bloque de identificación 4, de tal forma que se calcula primeramente un vector de control predicho ü(k). Dicho vector de control predicho u(k) hace el vector de salida incremental deseado del proceso di (k + r + 1), en el instante de muestreo k + r + 1, igual al correspondiente vector de salida incremental predicho del proceso d\ ' (k + r + 1), en el mismo instante de muestreo k + r + 1, donde r es el número de tiempos de retado de muestreo observados o convenientemente considerados en el proceso. El vector de salida incremental deseado del proceso d_i(k + r + 1) es explícita o implícitamente calculado en el instante k por el bloque conductor 9 como respuesta al vector de entrada v(k) del operador 2. La entrada del bloque conductor 9 es directa o indirectamente fijada por el operador del sistema de control y representa el valor de consigna deseado para la salida del proceso. El bloque conductor 9 genera, de acuerdo a un cierto criterio de funcionamiento, la trayectoria de salida del proceso deseada que es la trayectoria dinámica deseada sobre la cual la salida del proceso debería alcanzar la salida estable deseada, i.e. el valor de consigna dicho. El criterio de funcionamiento del bloque conductor 9 puede ser definido inicialmente o más adelante ser redefinido por el bloque experto 14, teniendo en cuenta la información recibida del sensor 12 y el quinto conjunto de reglas descrito anteriormente. El quinto conjunto de reglas considera el primer conjunto de subdominios del dominio de control adaptativo-predictivo. El valor de la trayectoria de salida del proceso deseada es dp (k + r + 1) en el instante de muestreo k + r + 1. El vector dp (k + r + 1) permite que se calcule el vector de salida incremental del proceso d_i(k + r + 1), según se indica en detalle en la descripción de la operación (G) más adelante. Como ú(k) no actuaría en el vector de salida del proceso hasta el instante k + r + 1, el vector de salida incremental deseado del proceso d_i(k + r + 1) debe ser explícita o implícitamente conocido en el instante k con el objeto de calcular u(k). El número r representa el número de tiempos de retardo de muestreo considerados en el proceso. En segundo lugar, al vector de control predicho ü(k) se le aplicarán límites, como parte del cálculo del control predictivo en el bloque de control 8, con el objeto de obtener el vector de control u(k) que se ha de aplicar al aparato 10 que lleva a cabo el proceso que ha de ser controlado. El bloque experto 14, basándose en la información recibida del sensor 12 y en el tercer conjunto de reglas, que considera el tercer dominio y el tiempo de residencia para el control limitado, determinará cuando los límites de control que se aplican a dicho vector de control predicho tendrán que ser reducidos en el bloque de control 8, según se indica en detalle en la operación (I) más adelante. 2. Cálculo de control inteligente: En este caso, el vector de control que ha de ser aplicado al aparato 10 será calculado por el bloque de control 8 basándose en dicho cuarto conjunto de reglas que imitan el comportamiento del operador humano y que puede ser materializado utilizando cualquiera de las bien conocidas técnicas de control borroso, experto o inteligente. Para controlar adecuadamente el proceso llevado a cabo por el aparato 10 el sistema de control adaptativo predictivo experto utiliza valores absolutos e increméntales de los vectores de salida, entrada y perturbaciones medibles del proceso. La secuencia de operaciones específicas que el sistema de control adaptativo-predictivo experto realizará en cada instante k de muestreo durante su operación automática se descibe como sigue: (A) Medida ( del sensor 12), y, si se considera conveniente, filtrado de las variables de salida del proceso llevado a cabo por el aparato 10 para obtener el vector de salida dinámico del proceso_yp(k), cuya dimensión se considera que es n.

(B) Cálculo del vector de salida incremental y_(k) ( en el bloque de cálculo 13) mediante: (k) = yp(k) - yp(k - ?) (1) donde ? es un entero que puede ser convenientemente elegido y que representa el número de períodos de muestreo durante los cuales el vector de salida incremental del proceso y(k) es calculado. (C) Cálculo en el bloque experto 14 de las variables que determinan si el vector de salida dinámico del proceso y(k) está en el dominio de control adaptativo predictivo y/o en el dominio en que se detiene la adaptación y/o en el dominio de control limitado, respectivamente, y sus correspondientes tiempos de residencia. Una forma de calcular estas variables se describe en los siguientes puntos: 1. Las variables pcd(k) y pct(k) indican si p(k) está en el dominio de control adaptativo-predictivo y su tiempo de residencia, respectivamente, y sus valores se obtienen como sigue: (i) si yp(k) e PCD, entonces pcd(k) = 1, si no, pcd(k) = 0, siendo PCD el dominio de control adaptativo-predictivo, es decir, el conjunto de valores de p(k) que pueden determinar la aplicación de control adaptativo predictivo. Este conjunto puede ser definido por el operador, por ejemplo, mediante un límite superior, ypCU, y un límite inferior, ypC\, sobre el valor de y_P(k). (ii) Si pcd(k) = 1, entonces pct(k) = pct(k - 1) + 1, si no, pct(k) = 0. 2. Las variables sad(k) y sat(k) indican si y_p(k) está en el dominio en que se detiene la adaptación y su tiempo de residencia, respectivamente, y sus valores se obtienen como sigue: (i) si y_p(k) e SAD, entonces sad(k) = 1, si no, sad(k) = 0, siendo SAD el dominio en que se detiene la adaptación, es decir, el conjunto de valores de yp(k) dentro de PCD que pueden determinar que se pare el mecanismo de realimentación adaptativo 6. Este conjunto puede ser definido por el operador, por ejemplo, mediante un límite superior, ysau, y un límite inferior, ysai, sobre el valor de y_p(k) alrededor del valor de consigna v(k). (ii) Si sad(k) = 1, entonces sat(k) = sat(k - 1) + 1, si no, sat(k) = 0. 3. Las variables lcd(k) y lct(k) indican si y_p(k) está en el dominio de control limitado y su tiempo de residencia, respectivamente, y sus valores se obtienen como sigue: (i) si y_p(k) e LCD, entonces lcd(k) = 1, si no, lcd(k) = 0, siendo LCD el dominio de control limitado, es decir, el conjunto de valores de y_p(k) dentro de PCD que pueden determinar la reducción de los límites de control sobre el vector de control que ha de ser aplicado al aparato 10. Este conjunto puede ser definido por el operador, por ejemplo, mediante un límite superior, icu, y un límite inferior yjc|, sobre el valor de y_p(k) alrededor del valor de consigna Y(k). (ii) Si lcd(k) = 1, entonces lct(k) = lct(k - 1) + 1, si no, lct(k) = 0. A partir de los valores de las variables definidas anteriormente el bloque experto 14 calculará las variables pc(k), sa(k) y lc(k) según se describe a continuación: • Si pcd(k) = 1 y pct(k) > pctl > 0 entonces pc(k) = 1, si no, pc(k) = 0. • Si sad(k) = 1 y sat(k) > satl > 0 entonces sa(k) = 1, si no, sa(k) = 0. • Si lcd(k) = 1 y lct(k) > lctl > 0 entonces lc(k) = 1, sino, lc(k) = 0. Los valores de pctl, satl y lctl pueden ser seleccionados apropiadamente por el operador. A partir de los valores de las variables previamente definidas pc(k), pa(k) y lc(k), el bloque experto 14 determinará la secuencia de operaciones específicas aqui consideradas, de acuerdo a las siguientes reglas: (a) Las operaciones (G), (H) y (I) explicadas a continuación, que permiten el cálculo del control adaptativo-predictivo, serán ejecutadas sólo si el valor de la variable pc(k) es igual a 1, y en particular los límites de control que se aplican a la señal de control que ha de ser aplicada al aparato 10 serán reducidos en (I) sólo si la variable lc(k) es igual a 1. (b) Las siguientes operaciones (D), (E) y (F), que permiten la actualización de los parámetros del modelo AP, serán ejecutadas sólo si el valor de la variable pc(k) es igual a 1 y el valor de la variable sa(k) es igual a 0. (c) Finalmente, la operación (J), la última de la secuencia, será ejecutada sólo si la variable pc(k) es igual a 0. Además en la operación (C) el cálculo en el bloque experto 14 de las variables, que determinan si el vector de salida dinámico del proceso está en alguno de los subdominios de dichos primero y segundo conjuntos de subdominios de dicho dominio de control adaptativo predictivo y sus correspondientes tiempos de residencia, puede ser llevada a cabo de forma similar a la descrita anteriormente para las variables previamente consideradas en esta operación. (D) Cálculo en el bloque de identificación 4 ( si pc(k) = 1 y sa(k) = 0) del vector de salida incremental estimado del proceso d(k) por el modelo AP, que puede ser definido por: g + ? Q (k - 1) w (k - i - r2) i=l Donde el vector u (k - r - 1) y w (k - i - ?2) se obtienen de: u(k - i - r) = up(k - i - r) - up(k - i - r - y) (3) w(k - i - r2) = Wp(k - i - G2) - wp(k - i - G2 - ?) (4) donde Up(k - i - r) y wp(k - 1 - son los vectores de control y el de perturbaciones medibles, respectivamente, de dimensiones n\ y m, en los instantes de muestreo k - i - r y k - i - r2, respectivamente. En la ecuación (2), los enteros h, f y g pueden ser elegidos convenientemente, y de la misma manera los enteros rl r2 pueden ser también elegidos convenientemente teniendo en cuenta las medidas disponibles o predichas de los vectores de salida y de perturbaciones, respectivamente. Las matrices Aj (k - 1), B{ (k - 1) y Q (k - 1) del modelo AP tienen dimensiones apropiadas y sus valores, que corresponden a valores pasados antes de ser actualizados en el instante k, pueden ser inicializados y reinicializados total o parcialmente por el bloque experto 14 teniendo en cuenta la información recibida del sensor 12 y el sexto conjunto de reglas descrito anteriormente, que considera dicho primer conjunto de subdominios de dicho dominio de control adaptativo-predictivo y sus respectivos tiempos de residencia. Si la dimensión del vector de control es mayor que la dimensión del vector de salida dinámico del proceso, entonces, en la mayoría de los casos, se deberían añadir condiciones adicionales para obtener una solución única, o simplemente algunos de los componentes del vector de control podrían ser incluidos dentro del vector de perturbaciones; como un caso particular se considerará que ni=n. (E) Cálculo (si pc(k) = 1 y sa(k) = 0) del vector de error incremental usando: (F) Cálculo en el mecanismo de realimentación adaptativo 6 (si pc(k) = 1 y sa(k) = 0) de los valores actualizados en el instante k de los parámetros ajjq(k) y bjjq(k) y cijq(k), que son los elementos en la j-ésima fila y q-ésima columna de las matrices Aj(k), Bi(k) y C¡(k), respectivamente, por medio de cualquiera de los algoritmos definidos en el estado del arte previo, por ejemplo por medio de los siguientes algoritmos: aijq(k) = paijq Oj(k) ej(k) yq(k - i - r,) + aijq(k - 1) (6) bijq(k) = pbijq ttj(k) ej(k) uq(k - i - r) + bijq(k - 1) (7) Cijq(k) = pcijq Oj(k) ej(k) wq(k - y - r2) + cijq(k - 1) (8) donde ej(k), yq(k - i - rj ), Uq(k - i - r) y wq(k - i - G2) son los componentes correspondientes de los vectores e(k), y_(k - i - q), u(k - i - r) y w(k - i - T2), respectivamente. Los coeficientes paijq, pbi,q y cijq pueden ser ajustados convenientemente y Oj(k) son ganancias variables, que pueden ser elegidas, por ejemplo, como sigue: h n f n Oj(k) = l / [ l + ? ? Paijq yq(k - i - r,)2 + ? ? Pbijq Uq(k - 1 D2 i=l q= l g m + ? ? P ¦'ccyiJqq w «qqv(k - i - r2)2] G = l,n) (9) i= l q= l (G) Cálculo en el bloque conductor 9 (si pc(k) =1) del vector de salida deseado del proceso y del vector de salida incremental deseado del proceso en el instante de muestreo k + r + 1, que puede ser realizado explícita o implícitamente utilizando cualquiera de los diseños del estado del arte previo sobre control adaptativo-predictivo y en particular el diseño general definido en la Patente USA No. 4,358,822, considerado como sigue: En cada instante de muestreo k, el bloque conductor 9 selecciona una trayectoria de salida dinámica deseada entre los instantes de muestreo k + r + 1 y k + r + 1 + ?, con ? > 0, siendo dicha trayectoria deseada igual a una trayectoria de salida del proceso específica, entre los instantes k + r + l y k + r + 1 + ?, que el modelo adaptativo-predictivo predice que sería causada por una secuencia específica de vectores de control futuros entre los instantes de muestreo k y k + ?, y tal que la trayectoria de salida del proceso específica y la secuencia específica de vectores de control futuros optimizan un criterio de funcionamiento elegido en el cual una trayectoria de referencia futura de los vectores de salida del proceso pueda ser explícitamente considerada, dicha trayectoria de referencia puede ser redefínida periódicamente como una función de la salida del proceso medida previamente y evolucionar de acuerdo a la dinámica deseada hacia el punto de consigna. La optimización del criterio de funcionamiento elegido se puede obtener a través de la minimización de un cierto índice, I, que caracteriza el criterio de funcionamiento elegido. Dicho índice puede variar como una función de al menos uno de una trayectoria de referencia de los vectores de salida del proceso, un punto de consigna de dicho proceso, vectores de salida del proceso previamente medidos y predichos y vectores de control, limitaciones sobre los valores de dichos vectores de control y cualquier otro tipo de parámetro o variable que afecte al funcionamiento del control de dicho proceso. Se consideraron diferentes índices a propósito de los ejemplos presentados en la descripción del estado del arte en la Patente Europea No. 0037579 y en la Patente USA 4,358,822. Como un ejemplo ilustrativo consideraremos aquí, por razones de simplicidad, el siguiente: t s I = X'p(k + r+l)- ? Fiyp(k + r+l-ri -i)+ ? H¡ v(k+l-i) (10) i=l i=l Nótese que este índice es un caso particular del diseño general previamente considerado en el cual ? es igual a cero, y_'p(k + r + 1), y_p(k + r+ l - -i)y v (k + 1 - i) son el vector de salida predicho del proceso, el vector de salida del proceso y el vector de entrada al bloque conductor en los instantes de muestreo k + r+l,k + r+ l-q-i y k+l-i, respectivamente, v(k + 1 - i) es un vector de dimensión n, que es generado directa o indirectamente por el operador, y las matrices F¡ (i = 1, t) y H¡ (i = 1, s), así como los enteros t y s, pueden ser escogidos libremente, para tener en cuenta la dinámica deseada (i.e. para definir la dinámica deseada). La minimización del índice (10) implica: dp(k + r+l) = ? Fi pík + r+l- -i) + ? H¡ v(k + 1 - i) (10a) i=l i=l donde dp(k + r + 1) de dimensión (n x 1) es el vector de salida deseado del proceso en el instante de muestreo k + r + 1, i.e. el valor específico de la salida predicha del proceso yp(k + r + l)en el instante de muestreo k + r + I que minimiza el índice (10). A partir del valor del vector de salida deseado del proceso dp(d + r + 1), calculado mediante la ecuación (10a), el vector de salida incremental deseado dj(k + r + 1) puede ser calculado fácilmente de varias maneras; una particular, normalmente conveniente cuando ? > r, está dada por la siguiente ecuación: d!(k + r + l) = dp(k + r + l) - yp(k + r + 1 - y) (1 1) Si se encuentra necesario, el valor de d\(k + r + 1) puede ser limitado. La elección del índice (10) se ilustró en los ejemplos experimentales del estado del arte previo. El cálculo del vector de control predicho, üp(k), y del vector de control incremental predicho en el instante de muestreo k, ü(k), en el instante de muestreo k, que minimiza el índice (10) se considera en la operación (H) a continución. De acuerdo a una de las características distintivas de la presente invención, el índice inicial seleccionado, para determinar la operación del bloque conductor, puede además ser redefinido en tiempo real por el bloque experto 14 teniendo en cuenta la información recibida del sensor 12 y el ya nombrado quinto conjunto de reglas, que considera el segundo conjunto de subdominios del dominio de control adaptativo-predictivo y sus correspondientes tiempos de residencia. (H) El cálculo del vector de control predicho y del vector de control incremental predicho en el bloque de control 8 (si pc(k) = 1) está intimamente relacionado con la operación (G) considerada anteriormente. Se consideró e ilustró este cálculo para diferentes índices, a propósito de los ejemplos, en la descripción del estado del arte previo presentada en la Patente Europea No. 0037579 y en la Patente USA No. 4,358,822. De hecho, la operación (G) determina por lo menos implícitamente el valor del vector de control predicho en el instante k, ya que el vector de control predicho corresponde al valor en el instante k de la secuencia específica de vectores de control futuros que minimiza el índice considerado en la operación (G). Esto es equivalente a decir que el vector de control predicho en el instante k es el que hace la salida predicha del proceso en el instante k + r +1 sea igual al valor de la trayectoria de salida deseada del proceso en el mismo instante futuro de muestreo k + r + 1. Por tanto, en general, se puede hacer el cálculo explícito del vector de control predicho en el instante k, utilizando el modelo AP, a partir del valor de la trayectoria de salida deseada del proceso en el instante k + r + 1. En particular, en el caso en el cual el índice de funcionamiento está definido por (10), y los enteros ?, r¡ y r2 están escogidos tal que ? > r, > r y r2 > r, el cálculo explícito considerado se puede llevar a cabo de acuerdo a lo siguiente: 1. A partir del modelo AP actualizado (actualizado por la salida del mecanismo de realimentación adaptativo 6), el vector de salida incremental predicho del proceso d_i'(k + r + 1) en el instante de muestreo k + r + 1, dependerá del vector de control incremental predicho u(k) y está dado por la ecuación: h f d, '(k + r + l) = ? A¡(k) y_(k + r + l - r, - i) + ? B¡(k) u(k + 1 - i) (12) i=l i=2 g + ? Ci(k) w(k + r + 1 -r2 - 1) + Bj(k) ü(k) i=l El vector de control incremental predicho ü(k) se calcula haciendo el correspondiente vector de salida incremental predicho del proceso d_i'(k + r + 1) igual al vector de salida incremental deseado d_i(k + r + 1), y está dado por: f ü(k) = B,(k)-' di(k + r + 1) - ?,a)"1 ? Bj(k) u(k + r + 1) (13) h g Bj(k)-1 ? A¡(k) y(k + r + 1 - r, - i) - Bj(k)-1 ? C¡(k) w(k + r + 1 - r2 - i) i=l i=l A partir de ü(k), el vector de control predicho del proceso üp(k) calculará mediante: up(k) = ü(k) + up(k - Y) (14) donde Up(k - ?) es el vector de control del proceso limitado aplicado al aparato 10 en el instante. El cálculo de este vector de control limitado del proceso en el instante k se considera en la próxima operación. (I) El cálculo en el bloque de control 8 (si pc(k) = 1) del vector de control limitado del proceso, u p(k), que ha de ser aplicado al aparato 10 que lleva a cabo el proceso que está siendo controlado, es hecho mediante la aplicación de límites absolutos e increméntales al vector de control predicho del proceso previamente calculado üp(k). Los límites absolutos superior UpU e inferior Upi , convenientemente elegidos, serán aplicados primeramente al vector de control predicho del proceso üp(k) para obtener un primer valor de Up(k). Por tanto, Up(k) será hecho igual a üp(k), a menos que üp(k) esté fuera de los límites absolutos elegidos, en cuyo caso, up(k) será hecho igual o bien a u pU o bien a upi. En segundo lugar, con el objeto de calcular el valor final de up(k), se aplicará un límite incremental ujj(k) > 0 al primer valor de Up(k) como sigue: (i) Si up(k) - up(k - 1) > uji(k), entonces up(k) = up(k - 1 ) + uji(k); y (ii) Si Up(k) - Up(k - 1) < - uii(k), entonces Up(k) = Up(k - 1) - uji(k); Antes de ser aplicado según se ha indicado anteriormente, el valor de dicho límite incremental uji (k) se puede calcular de diferentes formas y, por ejemplo, de acuerdo a los siguientes puntos: 1. Si lc(k) = 0, entonces ujj(k) = u[\¿, donde u[\¿ es un valor por defecto convenientemente elegido. 2. Si lc(k) = 1, entonces Uji(k) = uiiddfkW, donde df es un factor de decrecimiento convenientemente elegido tal que 1 > df > 0. 3. Si uji(k) < ujn, entonces uü(k) = ujn, donde uju es un valor inferior para el límite incremental convenientemente elegido. A partir del valor final del vector de control limitado del proceso Up(k), el valor del vector de control incremental limitado del proceso u(k), que ha de ser aplicado al aparato 10, se obtiene como sigue: u(k) = up(k) - up(k - y) (15) (J) Cálculo en el bloque de control 8 (si pc(k) = 0) del vector de control Up (k) que ha de ser aplicado al aparato 10 que lleva a cabo el proceso que ha de ser controlado por medio de un conjunto de reglas que imitan el comportamiento humano y que puede ser fácilmente implementado utilizando cualquiera de las bien conocidas técnicas de control borroso, experto o inteligente u otras equivalentes. En su implementación, el sistema de control adaptativo predictivo experto puede usar vectores de entrada incremental, de salida incremental y de perturbación incremental según se describió en las operaciones anteriores. Un método alternativo de implementar el sistema es calcular los vectores de entrada, salida y perturbación incremental con respecto a ciertos vectores constantes elegidos convenientemente y, consecuentemente, en las ecuaciones específicas descritas anteriormente, las ecuaciones 1, 3, 4, 11, 14, y 15 necesitan ser modificadas respectivamente como sigue: X(k) = yp(k) - ss (16) u(k - i - r) = up(k - i - r) - uss (17) w(k - i - G2) = wp(k - i - G2) - wss (18) ¦ - 5 di(k + r + l) = dp(k + r + l) - yss (19) üp(k) = ü(k) + uss (20) (k) = up(k) (21) 10 De la misma manera, cuando se considere adecuado asignar valores constantes específicos a ciertos parámetros del modelo AP (por ejemplo, debido a cierto conocimiento del proceso), estos valores se pueden dar a los parámetros respectivos, y los coeficientes ß correspondientes se fijarán a cero. Además, es 15 posible detener las operaciones de actualización de los parámetros del modelo adaptativo-predictivo siempre que se considere conveniente. Si se desea, la acción de identificación puede ser realizada en cualquier instante, incluso cuando el vector de control no sea calculado por el sistema de control adaptativo predictivo experto mediante las operaciones (A), (B), (D), (E) y 20 (F), y esta acción de identificación puede ser hecha en tiempo real, en tiempo no real e incluso entre los intervalos de muestreo. Se observará que en la operación (H) para calcular u(k), la matriz B j(k) debe ser invertida. Se puede evitar casi siempre el riesgo de singularidad de la matriz añadiendo retardos a los componentes de los vectores de entrada y de salida 25 del proceso, y controlando el proceso resultante. En el estado del arte previo se presentó un ejemplo experimental ilustrativo de este procedimiento.

EJEMPLO EXPERIMENTAL El sistema de control adaptativo predictivo experto, previamente descrito, ha sido implementado para el control de un proceso de pH simulado, como se describe a continuación. Un proceso de pH típicamente mezcla un caudal de una solución ácida con un caudal de una solución básica e intenta controlar el pH resultante de la mezcla mediante la manipulación del valor del caudal de la solución básica. Este control de pH ha sido durante muchos años un ejemplo de las dificultades para el control de procesos químicos no lineales. La principal dificultad proviene del hecho de que la ganancia del proceso cambia drásticamente (aumenta) cuando el valor del pH de la mezcla entra en una región alrededor del valor 7. El punto de consigna del pH está normalmente en esta región. El proceso de pH simulado considera que la relación dinámica entre el pH incremental de la mezcla en el instante k, ApH(k), y el porcentaje incremental del caudal de la solución básica, u(k), está descrito, cuando el valor absoluto del pH de la mezcla es menor que 4.4 o mayor que 9.6, por la siguiente ecuación: ApH(k) = 1.0089 ApH(k - 1) - 0.0879 ApH(k - 2) (22) + 0.01622 u(k - 1) - 0.00833 u(k - 2) Sin embargo, cuando el valor absoluto del pH de la mezcla está entre 4.4 y 9.6, la ecuación (22) anterior se convierte en: ApH(k) = 1.0089 ApH(k - 1) - 0.0879 ApH(k - 2) + 0.1622 u(k - 1) - 0.0833 u(k - 2) (23) La ganancia en la ecuación (23) es diez veces mayor que la de la ecuación (22). Por tanto, cuando el valor absoluto del pH entra en la región entre 4.4 y 9.6, la ganacia del proceso simulado se hace diez veces mayor, lo cual representa la principal dificultad para controlar este tipo de procesos. Además, la simulación añade un ruido de medida de media cero y desviación estándar 0.1 al valor medido del pH. El sistema adaptativo predictivo experto de esta invención, soluciona con facilidad este problema mediante la definición de un dominio de control adaptativo predictivo y unos dominios de control experto inferior y superior. Dicho dominio de control adaptativo predictivo experto será definido por un límite inferior, ypCj, y un límite superior, ypCU, cuyos valores en este caso son 4.4 .y 9.6, respectivamente . El dominio de control experto inferior, corresponderá a los valores de pH menores que 4.4, y el dominio de control experto superior a los valores de pH mayores que 9.6. Además, se puede definir un dominio para detener la adaptación y un dominio de control limitado asignando los siguientes valores a sus límites inferior y superior, respectivamente: ysal = 6, ySau = 8, yicu = 6.5 y y\c\ = 7.5.

Por tanto, el sistema de control adaptativo predictivo experto de esta invención se puede aplicar ahora al proceso de pH simulado previamente considerado, de acuerdo a la secuencia de operaciones específicas desde la (A) a la (J), mediante: (i) asignación de valores a los límites de los tiempos de residencia del dominio de control adaptativo predictivo, pctl, del dominio de detención de la adaptación, satl, y del dominio de control limitado, lctl. En esta implementación los valores asignados fueron: pctl = 0, satl = 2 y lctl = 2. (ii) asignación de valores a los parámetros que determinan la ejecución del control adaptativo predictivo, de acuerdo a las operaciones (A) a la (I). En esta implementación los valores asignados a los parámetros más importantes fueron: ? = 1, ? = 1, h = 2, f = 2, r = 0, UpU = 100, p\ = 0, ujid = 4, u¡n = 0.2, df =0.8. Además, los parámetros del bloque conductor corresponden a una dinámica deseada de segundo orden con un factor de amortiguamiento igual a 1 y una constante de tiempo igual a 1.5 períodos de control, y los valores iniciales de los parámetros del modelo adaptativo predictivo son: aj(0) = 1, a2(0) = -0.2, bi (0) = 0.1 y b2(0) = 0.1. Como se puede observar, estos valores difieren de los de la ecuación (23) del proceso simulado en el dominio adaptativo predictivo. (iii) determinación del control experto que se ha de aplicar en los dominios expertos previamente definidos. En esta implementación, el control experto aplicado en el domino experto inferior fue Up(k) = 48, y en el dominio experto superior fue Up(k) = 51. Estas dos últimas señales de control experto son aquéllas que un operador experto aplicaría para llevar el valor del pH hacia el dominio de control adaptativo predictivo. Las Figs. 3(a) y 3(b) muestran, desde el principio de la acción de control, los resultados de un experimento de 100 instantes de control, en el cual el proceso de pH simulado fue controlado desde un valor inicial de pH igual a 2, correspondiente a una señal de control de 22, hasta el punto de consigna igual a 7. En la Fig. 3(a), se muestra la evolución del valor del pH, dentro del primer dominio experto y dentro del dominio de control adaptativo predictivo, hasta que alcanza el valor de consigna. La Fig. 3(b) representa la evolución de la señal de control durante el mismo período de tiempo. Debería notarse que para el problema de control de un proceso de pH, el sistema de control adaptativo predictivo experto ha proporcionado una solución muy deseable. Esta solución es destacable por el hecho de que el problema de controlar un proceso de pH es un ejemplo ampliamente citado de procesos químicos no lineales, para los cuales es difícil encontrar un control adecuado. En resumen, el sistema de control adaptativo predicitivo experto descrito añade un bloque experto dentro de la operación de los previamente bien conocidos sistemas de control adaptativos predictivos para controlar procesos monovariables o procesos multivariables, variables con el tiempo, con parámetros conocidos o desconocidos y con o sin retardos. Este bloque experto, basándose en reglas y en la evolución de las variables del proceso, determina y/o modifica la operación del bloque conductor, del bloque de control y del mecanismo de realimentación adaptativo del estado del arte previo, con el objeto de mejorar el funcionamiento, la robustez y la estabilidad del conjunto del sistema de control. Aunque en la explicación anterior han sido citados ejemplos de la aplicación de diferentes esquemas de control adaptativos-predictivos, debería ser evidente que cualquier esquema de control adaptativo-predictivo puede ser utilizado para implementar la presente invención. Es decir, el éxito de la invención no depende del esquema adaptativo-predictivo usado en particular.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S Un método para proporcionar un vector de control en un conjunto de instantes de muestreo k a un aparato (10) que está realizando un proceso, comprendiendo dicho proceso: por lo menos una variable de entrada y una variable de salida; por lo menos una de dichas variables de entrada ha de definir un vector de entrada del proceso; por lo menos una de dichas variables de salida ha de definir un vector de salida del proceso; dicho aparato ha de variar dicho vector de entrada del proceso de acuerdo con un valor de dicho vector de control; y dicho método comprende: almacenar un modelo (5) que es capaz de predecir el valor dinámico de dicho vector de salida del proceso en instantes de muestreo futuros predeterminados; usar dicho modelo (8) para calcular un vector de control predicho en dicho instante de muestreo k que producirá un vector de salida dinámico predicho en un instante futuro de muestreo k + r + 1 igual al vector de salida deseado del proceso predicho en dicho instante futuro de muestreo k + r + 1; obtener dicho vector de salida deseado futuro del proceso y dicho vector de control predicho a través de la minimización de un índice de funcionamiento; dicho índice variando como una función de al menos uno de una trayectoria de referencia de los vectores de salida del proceso, un punto de consigna de dicho proceso, vectores de salida del proceso previamente medidos y predichos y vectores de control, limitaciones sobre los valores de dichos vectores de control y cualquier otro tipo de parámetro o variable que afecte al funcionamiento del control de dicho proceso aplicar límites de control al vector de control predicho para producir un vector de control limitado; dicho método se caracteriza por: aplicar un primer conjunto de reglas, basadas en los valores presentes y pasados de por lo menos una de las variables de entrada y de salida, para determinar si dicho vector de control limitado debería ser utilizado para proporcionar dicho vector de control; en donde, cuando dicho primer conjunto de reglas determine que dicho vector de control limitado debe ser utilizado para proporcionar dicho vector de control, aplicar un segundo conjunto de reglas para determinar si los parámetros de dicho modelo deberían ser actualizados para reducir hacia cero la diferencia entre el vector de salida actual del proceso en dicho instante de muestreo k + r + 1 y dicho vector de salida predicho del proceso en dicho instante de muestreo k + r + 1 ; aplicar un tercer conjunto de reglas para determinar si dichos límites de control aplicados al vector de control predicho deberían ser reducidos para mejorar el funcionamiento del control de dicho método; aplicar un quinto conjunto de reglas para redefinir dicho índice de funcionamiento, y aplicar un sexto conjunto de reglas para reinicializar los parámetros de dicho modelo;y en donde, cuando dicho primer conjunto de reglas determine que dicho vector de control limitado no debe ser utilizado para proporcionar dicho vector de control, aplicar un cuarto conjunto de reglas basadas en la experiencia de control del operador del proceso y en los valores presentes y pasados de al menos una de dichas variables de entrada y de salida para producir dicho vector de control. Un método para proporcionar un vector de control de acuerdo a la reivindicación 1, en donde: dicho primer conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un primer dominio específico para la aplicación de control adaptativo predictivo y un tiempo de residencia correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho segundo conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un segundo dominio específico de detención de la actualización de dichos parámetros del modelo y un tiempo de residencia correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho tercer conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un tercer dominio específico para la reducción de dichos límites de control y un tiempo de residencia correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho quinto conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un primer conjunto de subdominios, dentro del dominio de aplicación de control adaptativo predictivo, para la redefinición de dicho índice de funcionamiento y un conjunto de tiempos de residencia correspondientes para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho sexto conjunto de reglas se determina teniendo en cuenta un segundo conjunto de subdominios, dentro del dominio de aplicación de control adaptativo predictivo, para la reinicialización de los parámetros de dicho modelo y un conjunto de tiempos de residencia corresondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; 3. Un método para proporcionar un vector de control de acuerdo a cualquiera de las reivindicacines 1 o 2, en donde dicho cuarto conjunto de reglas puede ser definido utilizando por lo menos una de las bien conocidas técnicas de control inteligente, control experto o control borroso. 4. Un método para proporcionar un vector de control de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicho método puede incluir métodos y características de controles adaptativos predictivos previos. 5. Un sistema para proporcionar un vector de control en un conjunto de instantes de muestreo k a un aparato (10) que está realizando un proceso, en donde dicho proceso comprende: por lo menos una variable de entrada y por lo menos una variable de salida; por lo menos una de dichas variables de entrada ha de definir un vector de entrada del proceso; por lo menos una de dichas variables de salida ha de definir un vector de salida del proceso; dicho sistema variando dicho vector de entrada del proceso de acuerdo con el valor de dicho vector de control, y dicho sistema incluyendo medios para: almacenar un modelo (5) que es capaz de predecir el valor dinámico de dicho vector de salida del proceso en instantes de muestreo futuros predeterminados; utilizar dicho modelo (8) para generar un vector de control predicho en dicho instante de muestreo k que producirá un vector de salida dinámico predicho en un instante de muestreo futuro k + r + 1 igual a un vector de salida deseado del proceso en dicho instante de muestreo futuro k + r + 1; generar dicho vector de salida deseado futuro del proceso y dicho vector de control predicho mediante la minimización de un índice de funcionamiento; dicho índice variando como una función de al menos uno de una trayectoria de referencia de los vectores de salida del proceso, un punto de consigna de dicho proceso, vectores de salida del proceso previamente medidos y predichos y vectores de control, limitaciones sobre los valores de dichos vectores de control y cualquier otro tipo de parámetro o variable que afecte al funcionamiento del control de dicho proceso; aplicar límites de control a dicho vector de control predicho para producir un vector de control limitado; dicho sistema caracterizado por: tener medios para aplicar un primer conjunto de reglas, basadas en los valores presentes y pasados de por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida, para determinar si dicho vector de control limitado debería ser usado para proporcionar dicho vector de control; en donde, cuando dicho primer conjunto de reglas determine que dicho vector de control limitado debe ser utilizado para proporcionar dicho vector de control, tener medios para aplicar un segundo conjunto de reglas para determinar si los parámetros de dicho modelo deberían ser actualizados para reducir hacia cero la diferencia entre el vector de salida actual del proceso en dicho instante de muestreo k + r + 1 y dicho vector de salida predicho del proceso en dicho instante de muestrreo k + r + 1 ; un tercer conjunto de reglas para determinar si dichos límites de control aplicados al vector de control predicho deberían ser reducidos para mejorar el funcionamiento del control de dicho aparato; un quinto conjunto de reglas para redefinir dicho índice de funcionamiento, y un sexto conjunto de reglas para reinicializar los parámetros de dicho modelo; y en donde, cuando dicho primer conjunto de reglas determine que dicho vector de control limitado no debe ser usado para proporcionar dicho vector de control, dicho sistema tiene medios para aplicar un cuarto conjunto de reglas basadas en la experiencia de control del operador del proceso y en los valores presentes y pasados de por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida para producir dicho vector de control. El sistema de la reivindicación 5, en donde: dicho primer conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un primer dominio específico para la aplicación de control adaptativo predictivo y un tiempo de residencia correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho segundo conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un segundo dominio específico de detención de la adaptación de dichos parámetros del modelo y un tiempo de residencia específico correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho tercer conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un tercer dominio específico para la reducción de dichos límites de control y un tiempo de residencia correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho quinto conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un primer conjunto de subdominios, dentro del dominio de aplicación de control adaptativo predictivo, para la redefinición de dicho índice de funcionamiento y de un conjunto de tiempos de residencia correspondientes para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; dicho sexto conjunto de reglas se deriva teniendo en cuenta un segundo conjunto de subdominios, dentro del dominio de aplicación de control adaptativo predictivo, para reinicializar dichos parámetros del modelo y un conjunto de tiempos de residencia correspondiente para por lo menos una de dichas variables de entrada y de salida; El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, en donde dicho · cuarto conjunto de reglas puede ser definido utilizando al menos una de las bien conocidas técnicas de control inteligente, experto o borroso. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde dicho sistema puede incluir características conocidas de los sistemas de control adaptativos predictivos previos. E S U M E N Se presenta un sistema de control adaptativo predictivo experto para procesos variables con el tiempo, monovariables o multivariables, con parámetros conocidos o desconocidos y con o sin tiempos muertos de retardo. El sistema de control adaptativo predictivo experto de esta invención añade un bloque experto en la operación de los sistemas de control adaptativo predictivo previamente conocidos. Este bloque experto basado en reglas y en la evolución de las variables del proceso, determina y/o modifica la operación del bloque conductor, el bloque de control y el mecanismo de adaptación del estado del arte previo, con el objetivo de mejorar el rendimiento, la robustez y la estabilidad del conjunto del sistema de control.