Controlador Fuzzy

Control Fuzzy de temperatura
Por: Diego Tuzo; Carlos Saldarriaga diegmv_77@hotmail.es; cxsm20@gmail.com
RESUMEN El propósito principal del presente estudio es aplicar la teoría de control Fuzzy mediante dos tipos de software en una planta de temperatura, en la que intervienen resistencias de potencia para calentar y un ventilador para enfriar el interior de la misma, mediante el uso de PWM.ABSTRACT The main purpose is to apply the Fuzzy control theory to a real internal temperatureprocess by programming in two different software applications. This process involves resistors to heat the environment and a fan to cool it, by using PWM on each actuator. INTRODUCCIÓN Cuando no se posee información sobre la función de transferencia de la planta a controlar, es muy apropiado y convenienteutilizar la lógica difusa para este fin. La lógica difusa es una alternativa a la lógica clásica que pretende introducir un grado de vaguedad en las cosas que evalúa. En el mundo en que vivimos existe mucho conocimiento ambiguo e impreciso por naturaleza. El razonamiento humano con frecuencia actúa con este tipo de información. La lógica difusa fue diseñada precisamente para imitar el comportamientodel ser humano. Para este caso se utilizará un sistema de una entrada y dos salidas en NI Labview y en Matlab, es decir una para cada actuador en el software de Labview; en el caso de Matlab se utilizará para un actuador la salida del controlador y para el otro actuador, el complemento de la salida. Al final se obtendrán los resultados de las similitudes, diferencias, desventajas y ventajas de uncaso con respecto al otro. Para la realización de un control de temperatura se necesita la planta a la cual se aplicará el control difuso, la planta elaborada es didáctica que consiste de un juego de resistencias de potencia juntamente con un foco pequeño alimentada por fuente AC para el calentamiento, y de un ventilador también de AC para el enfriamiento.

Fig.[1] Planta de control didáctica Lavariable de nuestro sistema de control será la temperatura emitida por el sensor que en este caso será el popular LM35, cuya temperatura en forma de voltaje ingresará al controlador para que el mismo decida qué realizar con la planta. El control difuso se realizará con dos programas diferentes que nos servirán de controladores, en ambos casos necesitaremos un circuito de potencia para el cualmediante los pulsos PWM emitidos por una tarjeta de adquisición de datos para el caso de LABVIEW y de un microcontrolador en el caso de MATLAB, controlaremos la intensidad del calentamiento y la velocidad del motor del ventilador. La etapa de potencia necesaria puede ser cubierta mediante el empleo de un TRIAC como elemento de conmutación cuyo disparo será controlado, pero además se necesita aislarla parte de control con la de potencia, un optoacoplador cubrirá esta necesidad.

MATERIALES Y MÉTODOS

Fig.[2] Circuito de potencia con desacoplamiento eléctrico El circuito observado en la figura anterior se usará dos veces, uno para cada actuador (ventilador y resistencias). Para la elaboración del dimmer se requiere de un circuito detector cruce por cero para un correcto control de fase,el circuito a utilizarse se basa simplemente en el uso de la interrupción externa del microcontrolador.

lo que se desea en nuestro sistema es mantenerla a una temperatura deseada, tendremos nuestra temperatura de referencia y además de una temperatura emitida por el sensor, con ello tendremos un error, el cual será ingresado en el controlador difuso para que del mismo se obtenga la salida quetambién tendrá su función de membresía que será el porcentaje en alto del periodo del PWM e influirá en la velocidad e intensidad a los cuales trabajarán los actuadores.

Fig.[4] Esquema de control

CONTROLADOREN LABVIEW Para poder realizar el controlador en Labview, lo primero que se procedió a realizar fue la definición de las funciones de membresía, tanto a la entrada como a la salida del...