Control difuso

CONTROL DIFUSO DE UN MOTOR
Cajas Raúl, Sinchi Christian, Tinoco Juan; Estudiantes UPS Cuenca

ABSTRACT: Los controladores difusos nos permiten adaptar su lógica a muchas de las aplicaciones electrónicas que tenemos, como en nuestro caso, que implementaremos el control difuso en un motor C.C., el mismo que se encargara de regular la velocidad de este, entonces veremosque un controlador difuso tiene implementaciones en mucha áreas y se encuentra limitado únicamente por la capacidad que tengamos de crear un conjunto de reglas que se acoplen a las necesidades especificas de nuestro sistema de control.

I. INTRODUCCIÓN

Los controladores difusos son, en la actualidad, una herramienta muy útil y de uso común por lo que interfieren en muchos ámbitos,con situaciones de distinta complejidad que dependerán principalmente de la aplicación que se le dé a los mismos.

Recordando un poco los conceptos de lógica difusa, como sabemos, cuando hablamos de la misma, tenemos que los valores de pertenecía de una entrada no son binarios ni únicos es decir un ingreso puede tener distinto grado de pertenecía para dos o más conjuntos de pertenencia, dehecho, tiene un grado de pertenecía para cada una de las funciones miembro, el mismo que oscilara entre 0 (no pertenecía) y 1 (pertenecía máxima) [1], por lo que un controlador difuso permite manejar valores variantes en un rango más amplio, y además se puede usar el conocimiento del sistema como herramienta para lograr la realización y aplicación de las ecuaciones que se hace en el caso de uncontrolador clásico [2], lo cual facilita el trabajo; eso sí, siempre y cuando se tenga un conocimiento acertado del comportamiento del sistema.

Ahora, nuestro trabajo consistirá en realizar el control de un motor utilizando un microcontrolador por lo que será necesario que diseñemos un control difuso que luego podamos traducir a su equivalente a ser utilizado en el PIC, para estoutilizaremos un programador de micro controladores y la herramienta fuzzy de MATLAB.

II. CONTROLADOR DIFUSO

El controlador difuso que diseñaremos para este caso tendrá una variable de ingreso que será la velocidad del motor y una de salida que es el valor del PWM que se da en el microcontrolador, debido a esto se les asignara los mencionados nombres a las mismas.
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Figura 1:Controlador Difuso

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Figura 2: Variable de ingreso (VELOCIDAD) y su respectivos conjuntos difusos.

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Figura 3: Variable de salida (PWM) y su respectivos conjuntos difusos.

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Figura 4: Respuesta del Controlador Difuso propuesto.

Como podemos ver, en primera instancia el controlador propuesto es de tipo SISO. Evidenciándose que se usaran 6 conjuntos en la entrada, ya queestos permiten la mejor descripción del funcionamiento del sistema, y en su salida de manera similar, usaremos también seis conjuntos. Entonces la relación existente será que mientras disminuya la velocidad aumentara el PWM por lo que las reglas difusas que utilizaremos serán:

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Luego de establecer las reglas realizamos pruebas con el controlador difuso para confirmar el correctofuncionamiento del mismo de tal manera que llegamos a un resultado aceptable

Dichas pruebas son realizadas en la herramienta SIMULINK de MATLAB, previo a su traducción a lenguaje de programación. Esta se escoge, debido a la facilidad y versatilidad de entorno que maneja. Entonces las respuestas encontradas se traducen en:
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Figura 5: Esquema Difuso propuesto.

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Figura 6:Pruebas del controlador a una entrada escalon

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Figura 7: Pruebas del controlador a una entrada cuadrada asimilando un comportamiento extremo.

Una vez comprobado el funcionamiento del controlador pasaremos a la siguiente etapa. En ella implementaremos nuestro controlador difuso al microcontrolador.

III. PROGRAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR

En la implementación de nuestro...