Estudio comparativo de técnicas de control PID difuso aplicadas al mejoramiento de desempeño de lazos de control continuo

Abstract

El presente trabajo de tesis de maestría se desarrolló para el establecimiento de metodologías, que permitan el diseño e implementación de controladores difusos, bajo tres arquitecturas seleccionadas, por la creciente atención en aplicaciones de control difuso en el ámbito industrial. Las arquitecturas seleccionadas son controladores difusos directos, controladores difusos supervisados y controladores difusos paralelos, que proporcionan formas diferentes para realizar tareas de control. Teniendo en cuenta lo anterior, se proponen varias metodologías de diseño de controladores bajo estas arquitecturas, ajustando los parámetros necesarios para obtener un buen desempeño temporal y una buena relación para el rechazo de perturbaciones. Para realizar un comparativo entre estas arquitecturas se implementó en el entorno de simulación un modelo matemático y un tanque CSTR que exhiben comportamientos no lineales particulares. Con el desarrollo de las metodologías sistemáticas de diseño de estas tres arquitecturas de control difuso, estas pueden ser implementadas en el ámbito industrial y obtener un desempeño aceptable en lazos de control continuo, sin recurrir a múltiples pruebas de ensayo y error o modificación de los parámetros estructurales de los sistemas difusos para la sintonización de los controladores.

Abstract: The present master's thesis work was developed for the establishment of methodologies, which allow the design and implementation of fuzzy controllers, under three selected architectures, by the increasing attention in diffuse control applications in the industrial field. The selected architectures are direct fuzzy controllers, fuzzy supervised controllers and parallel fuzzy controllers, which provide different ways to perform control tasks. Taking into account the above, several control design methodologies are proposed under these architectures, adjusting the necessary parameters to obtain a good temporary performance and a good relation for the rejection of disturbances. To make a comparison between these architectures, a mathematical model and a CSTR tank that exhibit particular nonlinear behaviors were implemented in the simulation environment. With the development of the systematic design methodologies of these three diffuse control architectures, these can be implemented in the industrial field and obtain an acceptable performance in continuous control loops, without resorting to multiple trial and error tests or modification of the parameters of diffuse systems for the tuning of controllers.