Event-Based PID Controllers with Fixed Threshold Sampling Strategies

Abstract

This thesis studies the robustness and performance of Event-Based Controllers applied to network control. In these systems, event generation techniques are of paramount importance, among them, sampling techniques with fixed thresholds are studied. In this thesis, a new sampling technique is proposed and methodologies are developed to analyze the robustness of the control loop with this and other sampling techniques with fixed thresholds, using different analysis tools. From these analyzes, several tuning rules specifically developed for these sampling techniques are proposed. In addition, the effects on the robustness of a discrete implementation of the controllers, closer to the real implementation of these systems, are evaluated. Finally, the sampling techniques, the tuning rules and the analysis methods are experimentally validated in a real application on a laboratory scale.

En aquesta tesi s'estudia la robustesa i rendiment de controladors basats en esdeveniments aplicats al control en xarxa. En aquests sistemes, tenen particular importància les tècniques de generació d'esdeveniments, d'entre les quals s'estudien les tècniques de mostreig amb llindars fixos. En aquesta tesi es proposa una nova tècnica de mostreig i es desenvolupen metodologies per analitzar la robustesa del llaç de control amb aquesta i altres tècniques de mostreig amb llindars fixos, utilitzant diferents eines d'anàlisi. A partir d'aquestes anàlisis, es proposen diverses regles de sintonitzat de controladors específicament desenvolupats per a aquestes tècniques de mostreig. A més, s'avalua els efectes en la robustesa d'una implementació discreta dels controladors, més propera a la implementació real en aquests sistemes. Finalment, les tècniques de mostreig, les regles de sintonia i els mètodes d'anàlisi són validats experimentalment en una aplicació real a escala de laboratori.