Diseño de compensadores para una planta que presenta ciclo de histéresis, tiempo de retardo y altas variaciones en sus parámetros

En el presente artículo se presenta el diseño de tres estrategias de control y se incluye un análisis comparativo de sus desempeños en la compensación de una planta que presenta ciclo de histéresis, tiempo de retardo y altas variaciones en sus parámetros. La planta realiza un proceso por lotes, en e...

Full description

Autores:
López Sotelo, Jesús Alfonso
Cruz Vergara, Carlos Héctor
Nieto Londoño, Rubén Darío
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2012
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/12017
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10614/12017
Palabra clave:
Control automático
Automatic control
Retardo de transporte
Ciclo de histéresis
Modelado
Compensador IMC
Compensador PD difuso
Compensador robusto
Transport delay
Hysteresis cycle
Modeling
IMC compensator
Compensator PD fuzzy
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description En el presente artículo se presenta el diseño de tres estrategias de control y se incluye un análisis comparativo de sus desempeños en la compensación de una planta que presenta ciclo de histéresis, tiempo de retardo y altas variaciones en sus parámetros. La planta realiza un proceso por lotes, en el cual la salida debe seguir una trayectoria trapezoidal con un error máximo del 5%. La planta se modela con un diagrama de bloques a partir de su curva de reacción. Las estrategias fueron: control clásico (controlador PID), control difuso (controlador PD difuso con salida incremental) y control robusto (PID autosintonizado con módulo difuso). Para observar el efecto de histéresis que presenta la planta sobre la respuesta del sistema se aplica una señal de prueba con un escalón de subida y un escalón de caída. Para comparar las respuestas del sistema controlado con los compensadores estudiados se utilizan índices de desempeño, índices de robustez y el criterio IAE. El estudio comparativo realizado en este trabajo se desarrolla a través de simulaciones, en las cuales se puede apreciar el desempeño de cada estrategia de control con una entrada escalón y una entrada trapezoidal
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Para observar el efecto de histéresis que presenta la planta sobre la respuesta del sistema se aplica una señal de prueba con un escalón de subida y un escalón de caída. Para comparar las respuestas del sistema controlado con los compensadores estudiados se utilizan índices de desempeño, índices de robustez y el criterio IAE. El estudio comparativo realizado en este trabajo se desarrolla a través de simulaciones, en las cuales se puede apreciar el desempeño de cada estrategia de control con una entrada escalón y una entrada trapezoidalIn this paper, we present the design of three control strategies and include a comparative analysis of their performance in the compensation of a plant that bears hysteresis loop, delay time and high variations in its parameters.The plant makes a batch process in which the output must follow a trapezoidal trajectory with a maximum error of 5%. In the article, the plant is modeled with a block diagram from its reaction curve. To control the plant, classical control strategies (PID), fuzzy logic (fuzzy PD controller with incremental output) and robust control (self-tuning PID with fuzzy module), were designed. In order to observe the effect of the hysteresis that the plant is making on the response of the system, we applied a test signal with a rise step and a drop step. We compared the responses of the controlled system with the analyzed compensators by using performance rates, rates of robustness and IAE criteria. The comparative study in this work is developed through simulations, in which you can see the performance of each control strategy with a step input and a trapezoidal inputapplication/pdf12 páginasspaDerechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de compensadores para una planta que presenta ciclo de histéresis, tiempo de retardo y altas variaciones en sus parámetrosCompensator Design for a Plant that Presents Hysteresis Cycle, and High Delay Variations in Their ParametersArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTREFinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Control automáticoAutomatic controlRetardo de transporteCiclo de histéresisModeladoCompensador IMCCompensador PD difusoCompensador robustoTransport delayHysteresis cycleModelingIMC compensatorCompensator PD fuzzyRobust compensator113110310Cruz Vergara, C. H.; Nieto Londoño, R. D.; López Sotelo, J. A. (2012). Diseño de compensadores para una planta que presenta ciclo de histéresis, tiempo de retardo y altas variaciones en sus parámetros. Revista Científica Guillermo de Ockham. 10(1); 103-113. http://hdl.handle.net/10614/12017C.L. Smith P.W. Murril A.M. López y J.A. Miller. (2005). Tuning controllers with error integral criteria. Instrumentation Technology (EUA).Dawson J. G. Gao Z. Q. y Trautzsch T. A. (2002 ). A stable selftuning fuzzy logic control system for industrial temperature regulation. IEEE Transactions on Industry ApplicationOgata Katsuhiko (2003). Ingeniería de control moderna. Pearson Educación S. A.Kuo Benjamin c. (1996). Sistemas de control automático. Pearson prentice-Hall,Wang Peng Zhang. Ming-guang y Wang zhao Gang. (2007). Study on fuzzy selftuning PID internal model control algorithm and it’s application. International Conference on Computational Intelligence and Security WorkshopsZhao Ya-ping. Gao Xian-wen. (2006). 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