Estudio comparativo entre control pid y difuso

SOMI XV CON – 4

ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE CONTROL PID Y DIFUSO
A. Ferreyra, R. Fuentes1 UAM-Azcapotzalco, Depto de Electrónica: Av. San Pablo 180, Col Reynosa Tamaulipas, Deleg. Azcapotzalco C.P. 02200, México D.F. Tel. 57 23 59 46. Email: fra@correo.azc.uam.mx RESUMEN En el presente trabajo, se muestran como el rendimiento de un control PID puede ser igualado y excedido por un control Pdifuso en aplicaciones que requieren una muy alta precisión y estabilidad. Un control PID normal y uno P difuso son implementados para controlar temperatura en aplicaciones que requieren bastante precisión; este tiene la capacidad de ajustar variaciones de hasta de 0.1 °C. Se realiza una comparación profunda entre estos dos tipos de control y se establecen las ventajas y desventajas de cada uno deellos en esta aplicación. ABSTRACT In this work it is shown that a fuzzy logic controller can equaled and exceed to standard PID controller performance, for applications that require very high precision and stability. Standard PID and a P fuzzy logic controller are implemented and compared for high precision temperature control applications (less than 0.1°C). Analysis detailed analysis of the resultsare presented, also advantaged and disadvantages are discussed for each design. 1. INTRODUCCION El uso de técnicas de control clásico como es el control PID de ganancia fija, en algunos casos resulta ser una buena alternativa para controlar sistemas dinámicos; ya que proporcionan tiempos de respuesta rápidos, sin embargo entre mayor es la precisión requerida en el sistema el ajuste de este tipode control es más difícil ya que son bastante sensibles a las señales de ruido y en ocasiones introducen oscilaciones cuando se presentan retardos en el sistema. Cuando la dinámica de los sistemas o procesos a controlar es no lineal, el control tiene que tener la capacidad de compensar esta no-linealidad y aunque el control PID asume relaciones lineales, este no tiene la capacidad para responder aesto. Esta no-linealidad difícilmente puede ser caracterizada por una ecuación por lo que en la mayoría de los casos es tratada de manera subjetiva por el operador del proceso. Esta subjetividad tiene implicaciones profundas para poder modelar este tipo de sistemas a través de la lógica difusa. La implementación de controladores PID en hardware basados en lógica difusa es motivada por su habilidadpara capturar estrategias cualitativas de control y su capacidad de implementar un comportamiento de control altamente flexible. Con estos podemos lograr que nuestros sistemas puedan ajustarse a condiciones cambiantes que son muchas veces imposibles de predecir, tales como los cambios ambientales o las condiciones de desgaste en sus componentes físicos, por citar algunos ejemplos[1]. 2. MODELADODIFUSO Los componentes de los sistemas convencionales y difusos son bastante similares, difieren principalmente en que el sistema difuso contiene dos etapas mas, la “Fusificación” y la “Defusificación” (Figura 1). En un sistema difuso, el valor de entrada real (proveniente de sensores) es convertido a un valor difuso vía el proceso de Fusificación, este valor es enseguida introducido al procesológico difuso comúnmente llamado Mecanismo de inferencia, en donde es continuamente evaluado en un conjunto de reglas --en donde esta depositado el conocimiento del experto--; este proceso genera un valor de salida difuso, el cual es transformado a un valor de salida real Centro de Instrumentos-UNAM, Apdo. Postal 70-186, Coyoacán, 04510, México D.F. Tel. (52) 56 22 86 08 (ext 109). Fax (52) 56 22 8653. Email: fuentesr@aleph.cinstrum.unam.mx
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CONGRESO NACIONAL DE INSTRUMENTACION

SOMI XV CON – 4 a través del proceso de Defusificación. El valor de salida real es con frecuencia utilizado para ajustar el funcionamiento de un actuador que en realidad es el encargado de ajustar el estado estable del sistema físico. El cambio producido en el sistema es capturado por los sensores y el...