Un nuevo método para la programación difusa de los factores de escala en controladores difusos PD+I con sistema anti-windup

Autores/as

  • Aldo Rafael Sartorius-Castellanos Instituto Tecnológico de Minatitlán
  • José de Jesús Moreno-Vázquez Instituto Tecnológico de Minatitlán https://orcid.org/0000-0001-8770-434X
  • Raúl Antonio-Ortiz Instituto Tecnológico de Minatitlán
  • Marcia Lorena Hernández-Nieto Instituto Tecnológico de Minatitlán

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.n80a15

Palabras clave:

controlador, difuso, programación de factores, anti-windup

Resumen

El ajuste de los factores de escala en los controladores difusos es un factor clave para su correcto funcionamiento. En controladores difusos PID con dos entradas, como los controladores difusos PI+D (FPI+D) y PD+I (FPD+I), el ajuste de los factores de escala está directamente relacionado con el ajuste de las ganancias de un controlador PID, utilizando alguno de los métodos tradicionales de ajuste. En sistemas que presentan saturación en la señal de control, los controladores difusos PID requieren un sistema de anti-windup (AW) que limite la acción integral del controlador. En estos casos, el ajuste de los factores de escala no está relacionado directamente al ajuste de las ganancias de un controlador PID. Utilizar este ajuste de ganancias, incrementa la ganancia general del sistema, creando un controlador sin acotar, el cual presenta una rápida respuesta en el estado transitorio, pero un comportamiento oscilatorio, e incluso críticamente inestable en la respuesta en estado estable. Una solución a este problema es reducir el factor de escala de salida, creando un controlador acotado, con lo cual la constante de tiempo de seguimiento se incrementa. Con ello el sistema presenta oscilaciones más acotadas en el estado estacionario, pero su estado transitorio es más lento. La principal motivación de esta investigación fue obtener un método para ajustar controladores difusos PD+I con sistema anti-windup (FPD+I AW) con una respuesta rápida en estado transitorio y sin que presenten un comportamiento oscilatorio en estado estable, utilizando para ello un segundo controlador difuso, el cual ajusta el factor de escala de salida y la constante de tiempo de seguimiento de acuerdo al error actual del sistema. Para verificar el método propuesto, un controlador difuso PD+I con sistema anti-windup basado en la técnica de cálculo de retorno y programación difusa de los factores de escala (FPD+I AW-FSFS) fue implementado y utilizado para controlar la velocidad de un motor de corriente directa con saturación en la señal de control y su respuesta fue comparada con las respuestas de los controladores FPD+I sin acotamiento y FPD+I acotado, todos con AW basado en la técnica de cálculo de retorno, demostrando así la eficacia...

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Biografía del autor/a

Aldo Rafael Sartorius-Castellanos, Instituto Tecnológico de Minatitlán

Departamento de Ingeniería Electrónica.

José de Jesús Moreno-Vázquez, Instituto Tecnológico de Minatitlán

Departamento de Ingeniería Electrónica.

Raúl Antonio-Ortiz, Instituto Tecnológico de Minatitlán

Departamento de Ingeniería Electrónica.

Marcia Lorena Hernández-Nieto, Instituto Tecnológico de Minatitlán

Departamento de Ingeniería Electrónica.

Citas

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Publicado

2016-09-15

Cómo citar

Sartorius-Castellanos, A. R., Moreno-Vázquez, J. de J., Antonio-Ortiz, R. ., & Hernández-Nieto, M. L. (2016). Un nuevo método para la programación difusa de los factores de escala en controladores difusos PD+I con sistema anti-windup. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (80), 142–151. https://doi.org/10.17533/udea.redin.n80a15

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