Control Cascada

Revista EIA, ISSN 1794-1237 Número 8, p. 181-193. Diciembre 2007 Escuela de Ingeniería de Antioquia, Medellín (Colombia)

CONTROL EN CASCADA POR MÉTODOS DIFUSOS
José DaviD GraJales* Daniel Felipe lópez* Joaquín emilio muñoz* riGoberto malDonaDo**
RESUMEN
Este artículo describe el desarrollo de un control en cascada de flujo y nivel por métodos de lógica difusa, evaluando los algoritmos decontrol Mamdani y Takagi-Sugeno implementados en un sistema de mosto para la fabricación de etanol. Los algoritmos de control fueron previamente simulados en MATLAB y desarrollados en la plataforma de programación gráfica de LabVIEW 7.1 de National Instruments. PALABRAS CLAVE: control difuso; control en cascada; algoritmo de control Mamdani; algoritmo de control Takagi-Sugeno.

ABSTRACT
Thisarticle describes the development of a flow and level cascade control by diffuse methods, evaluating the Mamdami and Takagi-Sugeno control algorithms. They were implemented in the system for the ethanol manufacture. The algorithms were simulated with MATLAB 5.3 and developed in the graphical programming environment of LabVIEW 7.1, National Instruments. KEY WORDS: fuzzy control; cascade control;Mamdani control algorithm; Takagi-Sugeno control algorithm. .

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Ingeniero en Instrumentación y Control, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. josedg1984@gmail.com; daniel_lopez_montes@yahoo.es; uaco1781@yahoo.es

** Ingeniero Especialista en Automatización Industrial, Universidad de Antioquia. Profesor, Escuela de Ingeniería de Antioquia. ribemat@yahoo.es Artículo recibido 13-IV-2007.Aprobado 28-XI-2007 Discusión abierta hasta junio de 2008

Control en CasCada por métodos difusos

1.

INTRODUCCIÓN

En las últimas décadas, y de modo creciente con el tiempo, el desarrollo de la técnica de control automático se ha caracterizado por los esfuerzos encaminados a perfeccionar la operación de los procesos productivos, de modo que exhiban la mejor calidad posible en sucomportamiento. Esto supone la necesidad de abordar teórica y prácticamente sistemas con mayor complejidad, la cual se manifiesta en las descripciones matemáticas, criterios de comportamiento, así como en la elaboración y ejecución de acciones conducentes a alcanzar ese comportamiento deseado, basado en el diseño de controladores convencionales, adaptativos y evolutivos, en la inteligencia artificial, entreotros. En la actualidad progresa el desarrollo de algoritmos más complejos para el control de dichos procesos y ello requiere técnicas más avanzadas entre las cuales la más importante es la lógica difusa. Ésta se clasifica como parte de la inteligencia artificial, ya que es una forma de razonamiento lógico que permite incorporar en la automatización esquemas de razonamiento propios del hombre, esdecir, un controlador difuso típico infiere los consecuentes de un conjunto de reglas según conocimiento que el operador tenga del proceso; el razonamiento se puede realizar en paralelo y se obtiene como resultado una sencilla suma lógica. En este trabajo se desarrolla una serie de algoritmos de control por técnicas de lógica difusa, con la cual se logra realizar un eficiente control en cascadade flujo y nivel, tomando como variable principal o primaria el nivel y como secundaria el flujo. Inicialmente se identificó el sistema por métodos no paramétricos, utilizando la curva de reacción de la planta ante una excitación a la entrada del sistema. De este modo se obtuvo un modelo de primer orden y otro de segundo orden para flujo, y para nivel un modelo de orden uno, ya que este se comportacomo una planta puramente capacitiva.

Para diseñar los controladores que regulan el sistema se utilizaron ecuaciones en diferencias que fueron simuladas con MATLAB. Los controladores con mejor desempeño fueron seleccionados e implementados posteriormente en LabVIEW. Para seleccionar los mejores controladores se hace énfasis de manera minuciosa en las parejas de controladores. Esto garantiza...