Diseño de una estrategia de control difuso vs PID en sistemas multivariables lineales acoplados
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estrategia, estrategia de control, lógica difusa, PID, MIMO, sintonía
Este artículo trata sobre el desarrollo y comprobación de una metodología que permita al usuario final, sintonizar un controlador difuso para sistemas multivariables (MIMO). La estrategia se realizó por medio de la simulación del modelo de una columna de destilación metano-agua Wood-Berry. Mediante una serie de pasos descritos en este documento en donde se realiza desde la identificación de cada una de las funciones contenidas en un sistema multivariable. El cálculo de la malla de desacople que permite eliminar el efecto de una variable sobre la otra. La sintonización del controlador clásico el cual se utiliza para el desarrollo de un controlador difuso a partir de las señales del error, delta error y salida de controlador. Finalmente se realiza una comparación entre los controladores diseñados mediante un análisis de robustez y un análisis del rendimiento.
J. Calderón, “Control De Procesos Multivariables Mediante”, Universidad Nacional de Colombia, 2009, p. 35
L. A. Fariñas, “Sintonía de reguladores PID en sistemas multivariable”, 2006
V. D. Yurkevich, “MIMO tracking PI/PID controller design for nonlinear systems based on singular perturbation technique”, 2015
J. I. Fuentes, “Análisis y diseño de un sistema de control multivariable para el dispositivo Twin Rotor MIMO System”, 2003, p. 13
E. C. Goud, A. S. Rao and M. Chidambaram, “Improved decentralized PID controller design for MIMO processes”. IFAC-PapersOnLine, vol. 53, N. 1, 2020
C. Chen et al., “Adaptive fuzzy asymptotic control of MIMO systems with unknown input coefficients via a robust nussbaum gain based approach”, IEEE, 2016
D. Kalpana, T. Thyagarajan and N. Venkatachalam, “Design of fractional order pi controller for MIMO system using relay feedback”, IEEE, 2017
A. Margun, I. Furtat, and A. Kremlev. “Robust control of twin rotor MIMO system with quantized output”, 2017
R. Wood, M. Berry, "Terminal composition control of a binary distillation column", Chemical Engineering Science, vol. 28, no. 9, pp. 1707-1717, 1973
L. A. Zadeh, "Fuzzy Sets", Information Control, vol. 8, pp. 338-353, 1965
J. G. Jurado, “Diseño de sistemas de control multivariable por desacoplo con controladores PID”, 2012
H. A. López Ortiz y L. E. García Jaimes, “Automatización del proceso de secado de producto húmedo, usando un método de control multivariable no paramétrico”, Revista Politécnica, vol. 15, 28 jun, 2019
J. F. Ricardo Barrera y E. Barrios Urueña. “Control multivariable lineal con desacoples en un intercambiador de calor”, Revista Ingeniería Investigación y Desarrollo, vol. 17, no. 1, pp. 17–25, 2017
J. Espinosa, Control lineal de sistemas multivariables, Springer Reference, 2003
J. J. Oviedo, Control lineal de sistemas multivariable, 2003
P. A. Garrán, “Desacoples aproximado y por descomposición en valores singulares de sistemas de control MIMO”, 2009
R. O. Prato, M. Coronel Méndez y R. Rojas Sulbaran, “Efecto de las técnicas de desacoplamiento en sistemas multivariable”, 2017
V. Koppel y M. Segal. “Análisis de Estrategias de desacoplamiento en sistemas interactuantes de control de procesos”, 2004
R. Kumar, S. Anand, A. Khulbey and A. Nath Jha, "Design of Fractional Order Controller for Wood-Berry distillation column," 2020. IEEE 17th India Council International Conference (INDICON), 2020, pp. 1-6
P. Acharya, G. Dumpa & T. K. Dan. “Modelling and control of distillation column”, 2016. International Conference on Computation of Power, Energy Information and Communication (ICCPEIC), 2016
C. L. Smith, “Digital Computer Process Control”, Scranton, Pa., EUA, International Textbook Co., 1972
J. G. Ziegler and N. B. Nichols, “Optimum Settings for Automatic Controllers”, Transactions of the ASME, 64, 1942
P. Ponce Cruz. Inteligencia con aplicaciones a la ingeniería, 2010
A. Rodríguez Mariano et al. “Análisis del desempeño de controladores lineales sintonizados en diferentes estados estacionarios del biorreactor de Cholette mediante técnicas de decisión multi-criterio”, Revista Mexicana de Ingeniería Química, vol. 14, no. 3, pp. 167–204. 2015
Este artículo trata sobre el desarrollo y comprobación de una metodología que permita al usuario final, sintonizar un controlador difuso para sistemas multivariables (MIMO). La estrategia se realizó por medio de la simulación del modelo de una columna de destilación metano-agua Wood-Berry. Mediante una serie de pasos descritos en este documento en donde se realiza desde la identificación de cada una de las funciones contenidas en un sistema multivariable. El cálculo de la malla de desacople que permite eliminar el efecto de una variable sobre la otra. La sintonización del controlador clásico el cual se utiliza para el desarrollo de un controlador difuso a partir de las señales del error, delta error y salida de controlador. Finalmente se realiza una comparación entre los controladores diseñados mediante un análisis de robustez y un análisis del rendimiento.
J. Calderón, “Control De Procesos Multivariables Mediante”, Universidad Nacional de Colombia, 2009, p. 35
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V. D. Yurkevich, “MIMO tracking PI/PID controller design for nonlinear systems based on singular perturbation technique”, 2015
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C. Chen et al., “Adaptive fuzzy asymptotic control of MIMO systems with unknown input coefficients via a robust nussbaum gain based approach”, IEEE, 2016
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R. Wood, M. Berry, "Terminal composition control of a binary distillation column", Chemical Engineering Science, vol. 28, no. 9, pp. 1707-1717, 1973
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J. G. Jurado, “Diseño de sistemas de control multivariable por desacoplo con controladores PID”, 2012
H. A. López Ortiz y L. E. García Jaimes, “Automatización del proceso de secado de producto húmedo, usando un método de control multivariable no paramétrico”, Revista Politécnica, vol. 15, 28 jun, 2019
J. F. Ricardo Barrera y E. Barrios Urueña. “Control multivariable lineal con desacoples en un intercambiador de calor”, Revista Ingeniería Investigación y Desarrollo, vol. 17, no. 1, pp. 17–25, 2017
J. Espinosa, Control lineal de sistemas multivariables, Springer Reference, 2003
J. J. Oviedo, Control lineal de sistemas multivariable, 2003
P. A. Garrán, “Desacoples aproximado y por descomposición en valores singulares de sistemas de control MIMO”, 2009
R. O. Prato, M. Coronel Méndez y R. Rojas Sulbaran, “Efecto de las técnicas de desacoplamiento en sistemas multivariable”, 2017
V. Koppel y M. Segal. “Análisis de Estrategias de desacoplamiento en sistemas interactuantes de control de procesos”, 2004
R. Kumar, S. Anand, A. Khulbey and A. Nath Jha, "Design of Fractional Order Controller for Wood-Berry distillation column," 2020. IEEE 17th India Council International Conference (INDICON), 2020, pp. 1-6
P. Acharya, G. Dumpa & T. K. Dan. “Modelling and control of distillation column”, 2016. International Conference on Computation of Power, Energy Information and Communication (ICCPEIC), 2016
C. L. Smith, “Digital Computer Process Control”, Scranton, Pa., EUA, International Textbook Co., 1972
J. G. Ziegler and N. B. Nichols, “Optimum Settings for Automatic Controllers”, Transactions of the ASME, 64, 1942
P. Ponce Cruz. Inteligencia con aplicaciones a la ingeniería, 2010
A. Rodríguez Mariano et al. “Análisis del desempeño de controladores lineales sintonizados en diferentes estados estacionarios del biorreactor de Cholette mediante técnicas de decisión multi-criterio”, Revista Mexicana de Ingeniería Química, vol. 14, no. 3, pp. 167–204. 2015
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