El estímulo a un sistema o planta La señal de estímulo a la planta constituye un factor de primera importancia para obtener un modelo que realmente sea equivalente al sistema que pretende representar (aunque no siempre es necesario generar una señal de estímulo sobre un sistema para obtener un modelo, como es el caso del modelado de series temporales).
La captura de la dinámica de la planta (lo cual depende del conjunto de datos de entrada-salida, que debe ser representativo) requiere que la señal de excitación o control del sistema a modelar cubra un rango de operación determinado, lo cual significa que esté entre valores [mínimo, máximo] permisibles a la señal de entrada. Adicionalmente, la señal de entrada debe poseer “riqueza dinámica”, ello significa que posea un amplio rango de frecuencias. La riqueza dinámica en el estímulo aplicado determinará la riqueza dinámica en las variables de estado involucradas, lo cual constituye un factor determinante en la capacidad que poseerá del modelo para representar las no linealidades.
Una técnica básica para obtener una señal de excitación es superponer una señal aleatoria de gran amplitud y baja frecuencia con una señal aleatoria de pequeña amplitud y alta frecuencia. La primera conduce a la planta a las regiones cuyo rango de operación es no lineal, la pequeña señal excita la dinámica en cada región de operación.
En la figura se muestra la estructura para generar la señal de excitación híbrida previamente descrita.  | |
La figura que se muestra a continuación es un ejemplo de como implementar en Simulink un generador de señal a una planta o sistema. La primera sección (scope, scope1) conforman una sinusoide de frecuencia variable en el tiempo a la que se le suma un generador aleatorio (scope2). La segunda sección (scope3, scope 4) genera una señal de más baja frecuencia conformada por la unión de una sinusoide y un generador de pulsos cuadrados (scope5). La señal final resultante se muestra en scope6. | | Scope | Scope1 | Scope2 | Scope3 | Scope4 | Scope5 | Scope6 |
El System Identification Toolbox de Matlab posee una función específica para implementar un generador de señal, algunos ejemplos se muestran a continuación. u=idinput(250,'sine',[0 100],[-1 1],[ ]) | u=idinput(300,'rgs', [0 .5], [0 1]) | u=idinput(150,'rbs', [0 1],[01]) |
Otra función útil para generar estímulos es skyline. Referencias: [1] Lightbody G., Irwing G.: “Nonlinear Control Structures Based on Embedded Neural System Models”. IEEE Transactions on Neural Networks, pp.553-567, vol. 8, no. 3, May. 1997.
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