Estudio y diseño de controladores polinomiales RST aplicados a plantas lineales en tiempo discreto

En este documento se presenta el estudio y diseño de controladores polinomiales RST aplicados a plantas lineales en tiempo discreto, así como un análisis comparativo con el diseño clásico de controladores PID (Proporcional, Integral, Derivativo) y su desempeño temporal. Este trabajo se realiza con el fin de exponer a profundidad los métodos de síntesis del regulador RST, vislumbrando sus alcances en comparación con controladores PID clásicos en cierto número plantas lineales en tiempo discreto, así como la automatización del cálculo y simulación del desempeño de reguladores RST mediante una herramienta Software desarrollada. El diseño de los controladores RST está basado en un método analítico que proporciona tres polinomios diferentes R, S y T calculados algebraicamente a partir de la función de transferencia discreta de la planta sin importar su orden, así como las dinámicas deseadas en regulación y seguimiento. Por su parte, el cálculo de los parámetros del controlador PID clásico está asociado al orden de los sistemas lineales a controlar, existiendo algunas expresiones y tabulaciones dadas experimentalmente para sistemas de órdenes bajos con características especiales (tiempos de retardo, índices de desempeño específicos, etc.). Con la ayuda del Benchmark Systems for PID controls presentado por los profesores K.J. Aström y T. Hägglund de la Lund University de Suiza (departamento de control automático) se seleccionaron plantas lineales e invariantes en el tiempo sobre las cuales se realizaron las pruebas y análisis de los desempeños de control. Este trabajo se compone de tres partes: (1) la presentación del algoritmo de control RST y sus métodos de síntesis que contemplan especificaciones de desempeño que se desean cumplir, (2) la selección y discretización de 8 sistemas lineales diferentes (con algunas variantes) basados en un documento de referencia presentado por K.J. Astrom y T Hägglund, el diseño de control PID clásico paralelamente con el diseño RST para entradas escalón unitario, y la obtención de índices mínimos de desempeño de ambos métodos para efectuar la comparación pertinente, y (3) el desarrollo de una herramienta software de tipo interactivo bajo la plataforma Matlab® que automatiza el cálculo de los polinomios R, S y T, que evidencia el comportamiento temporal del sistema en lazo cerrado y del esfuerzo de control empleado.

• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2011
• Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
• Repositorio: RIUD: repositorio U. Distrital
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.udistrital.edu.co:11349/1583
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11349/1583
• Palabra clave: PROCESAMIENTO DE DATOS; CONTROLADORES PROGRAMABLES; CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES; SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL- TESIS Y DISERTACIONES ACADEMICAS
• License: Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional