control de motor con Fuzzy

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Scientia et Technica Año XIII, No 37, Diciembre de 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701

CONTROL DE UN MOTOR UTILIZANDO LÓGICA DIFUSA CON REGLAS
SINTONIZADAS POR ALGORITMOS GENÉTICOS
Control of a motor used fuzzy logic with rules tuned to genetic algorithms
RESUMEN
En este documento se describe la implementación de un controlador PI difuso incremental
con unabase de reglas para un motor de corriente continua controlado por campo. La
matriz de reglas es sintonizada a través de algoritmos genéticos. El controlador está
diseñado para llevar el motor desde una condición inicial de 0 a 100rpm (revoluciones por
minuto). Las simulaciones y los resultados obtenidos muestran un comportamiento óptimo
del sistema.

PALABRAS CLAVES: Control Difuso, Motor decorriente continua,
Algoritmos Genéticos.
ABSTRACT
In this paper we describe the implementation of an incremental fuzzy PI
controller with a basis of rules to a direct current motor controlled by field. The
matrix of rules is tuned through genetic algorithms. The controller, by its own,
has been designed to conduct the motor from an initial condition of 0 to 100rpm
(revolutions perminute).Consequently, the simulations and the results obtained
show an optimal behavior of the system.

JAIME A. LÓPEZ
Estudiante Ingeniería Electrónica
Universidad del Quindío
jaimealopez@hotmail.com
PABLO A. MUÑOZ
Ingeniero Electrónico, M. Sc.
Profesor De Planta
Universidad del Quindío
pabloandresm@yahoo.com
pamunoz@uniquindio.edu.co
JAIBER E. CARDONA
Ingeniero Electrónico, M. Sc.Profesor De Planta
Universidad del Quindío
jaibercardona@uniquindio.edu.co

KEYWORDS: Fuzzy control, DC motor, genetic algorithms.
1. INTRODUCCIÓN
Los avances tecnológicos actuales han generado una
variedad de aplicaciones no lineales tales como sistemas
de comando de vuelo, manipuladores de robot, sistemas
de inyección de combustible, motores a reacción, y
motores eléctricos de inducción,entre otros, los cuales
presenta características como puntos de equilibrios
múltiples, ciclos límite, bifurcaciones, corrimiento de
frecuencias y caos[1]. Debido a esto, las técnicas de
control lineal sólo son válidas en un rango de operación
de pequeña señal o alrededor de un punto de equilibrio
específico.
Una de las alternativas para controlar este tipo de
sistemas son los controladoresdifusos, ya que por sus
características no depende del punto de operación, están
compuestos de reglas lingüísticas, se pueden construir a
partir de la experiencia de algún experto y el diseño no
depende del modelo matemático (a menos que se deseen
realizar simulaciones para escoger las reglas y funciones
miembro del sistema difuso)[2].
En este documento se describe la implementación de uncontrolador PI difuso incremental con una base de reglas
para un motor de corriente continua controlado por
campo. La sección 2, describe el modelo matemático del
motor, junto con los parámetros y rangos de operación
adecuados. La sección 3 describe las características del
controlador difuso escogido. En la Sección 4 se hace una
Fecha de Recepción: 24 Agosto de 2007
Fecha de Aceptación:05 Diciembre de 2007

introducción a los algoritmos genéticos y la
configuración utilizada para encontrar la matriz de reglas
del controlador. La sección 5 y6 muestra los resultados
obtenidos y las conclusiones del presente trabajo,
respectivamente.
2. MODELO DEL MOTOR
Un motor de corriente continua controlado por campo,
está dado matemáticamente por[3]:

d
if
dt

(1)

d
ia +c1i f w
dt

(2)

v f = Rf if + Lf
v a = R a i a + La
J

d
w = c 2 i a i f ! c3 w
dt

(3)

La ecuación (1) corresponde al circuito de campo, siendo
vf, if, Rf y Lf voltaje, corriente, resistencia e inductancia
de campo. Las variables va, ia, Ra, y La, corresponden al
voltaje, corriente, resistencia e inductancia de armadura.
En (3), J corresponde a la inercia del rotor y c3 al...