Propuesta de un control híbrido basado en control no lineal y predictivo de largo horizonte y su implementación en simulación en tiempo real para una máquina de induccióncon estator dual

Abstract

La Máquina de Inducción con Estator Dual (DSIM) ofrece redundancia y menor rizado de par frente a los accionamientos trifásicos convencionales, pero su modelo multivariable, acoplado y no lineal dificulta su control. Las técnicas clásicas no gestionan adecuadamente estas no linealidades, mientras que el Control Predictivo (MPC) estándar, al extender su horizonte de predicción para mejorar el desempeño, incurre en una carga computacional que compromete su ejecución en tiempo real. Este trabajo propone una arquitectura de control híbrida que combina Linealización por Realimentación (FBL) con Control Predictivo de Largo Horizonte (LH-MPC). La FBL transforma el modelo no lineal de la DSIM en un sistema lineal desacoplado, reduciendo drásticamente la complejidad del problema de optimización cuadrática resuelto por el LH-MPC en cada instante de muestreo. La estrategia se valida mediante simulación Software-in-the-Loop sobre el simulador de tiempo real OPAL-RT OP4512, con un paso de integración de 4 µs. Los resultados demuestran que el esquema propuesto logra ejecutarse en tiempo real sin condiciones de sobrepaso, extendiendo el horizonte de predicción hasta 32 pasos/128 µs de ventana predictiva, sin comprometer la determinística del sistema. Esta extensión reduce significativamente la distorsión armónica de corriente y mejora el seguimiento de referencia respecto a horizontes cortos, los cuales resultan inestables por su incapacidad de anticipar la dinámica del accionamiento. Asimismo, se identifica una sensibilidad del esquema ante la sobreestimación de la resistencia de estator, atribuible al estimador de flujo empleado más que a la estrategia de control en sí, abriendo una línea concreta de mejora futura. Los hallazgos posicionan al esquema híbrido FBL-MPC como una alternativa técnicamente viable para extender los horizontes de predicción en accionamientos polifásicos complejos, estableciendo una base para su futura implementación en hardware embebido de control en tiempo real.