Generación Automática De Controladores Borroso

GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE CONTROLADORES BORROSO INTERPRETABLES PARA REGULACIÓN DE PROFUNDIDAD DE VEHÍCULO SUBACUÁTICO OPERADO REMOTAMENTE ROV
Fredman Jiménez Cifuentes1, Héctor Gonzáles León2, Juan Contreras Montes3,

Resumen: En este artículo se presenta un novedoso método para la generación automática de controladores a partir de datos experimentales de entrada y salida del proceso deinmersión de un ROV. El controlador borroso generado presenta una partición de las variables de entrada (antecedentes) mediante conjuntos triangulares con interpolación de 0.5 y consecuentes tipo singleton. La evaluación de los antecedentes de las reglas es realizada por un operador del tipo promedio ponderado en vez de una t-norma. Se presenta una aplicación en un sistema de inmersión de un vehículosubacuático operado remotamente ROV en la que el sistema es entrenado con los datos generados por la acción de un operador humano. El controlador borroso generado tiene capacidad de adaptación ante cambio de la dinámica del ROV o del medio donde se sumerge. Palabras Clave: controlador borroso, Control de profundidad, ROV 1. INTRODUCCIÓN Los vehículos subacuáticos no tripulados son considerados unavaliosa herramienta para las operaciones subacuáticas científicas y/o militares, razón por la cual ha existido un auge en la investigación en este campo durante la última década [9]. Uno de los tópicos más estudiados es se relaciona con el control de inmersión o profundidad debido a la dinámica combinada no lineal del medio marino y del vehículo mismo [1], [9], [10], [15], [16]. Debido a la dinámicaEstudiante de Ingeniería Naval Especialidad Electrónica, Escuela Naval Almirante Padilla, Cartagena, Colombia, fredmanj@hotmail.com 2 Estudiante de Ingeniería Naval Especialidad Electrónica, Escuela Naval Almirante Padilla, Cartagena, Colombia, hecgonzalez54@hotmail.com 3 Doctor en Ciencias Técnicas, Docente Investigador Escuela Naval Almirante Padilla, Cartagena, Colombia,epcontrerasj@ieee.org Apoyos y Subvenciones: Escuela Naval Almirante Padilla – Facultad de Ingeniería Naval

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no lineal, los investigadores han tenido que recurrir a técnicas basadas en inteligencia artificial, siendo la lógica difusa una de las que mejores resultados ha arrojado. Los sistemas de inferencia difusos, o borrosos, han demostrado un gran potencial para presentar la dinámica de un sistema mediantereglas difusas del tipo SI-ENTONCES (IFTHEN), siendo su mayor atractivo su capacidad para describir los sistema reales de manera similar a como lo interpreta un operador humano. Inicialmente, un sistema difuso era construido a partir de la información suministrada por un experto. Sin embargo, muy pronto apareció el problema de que para sistemas complejos y parcialmente desconocidos el modelodifuso así construido no alcanzaba resultados satisfactorios [10]. Por esta razón, en los últimos años se percibe un creciente auge de los investigadores en el desarrollo de métodos automáticos para construir un sistema difuso a partir de datos experimentales de entrada y salida [1]-[17],[19]-[24]. Una de las primeras propuestas para diseño automático de sistemas difusos a partir de los datos es ladenominada table look-up écheme propuesta por Wang [24]. En 1993, Sugeno y Yasukawa [23] propusieron una metodología para identificación de parámetros de modelos difusos empleando consecuentes tipo singletons, pero requiere de muchas reglas y presenta una pobre capacidad de descripción. Otros métodos importantes emplean el gradiente descendente, técnicas de agrupamiento o clustering y algoritmosevolutivos. Con excepción del último método todos requieren de un diseño previo de las funciones de pertenencia. La técnica más adecuada para la obtención de modelos borrosos han sido los algoritmos de agrupamiento borroso, siendo los métodos de Fuzzy C-Means y de Gustafson-Kessel [12] los más empleados. Se han realizado diversas variaciones a estos algoritmos de agrupamiento. Nauck y Kruse...