Ingeniería

Laboratorio Automatización Industrial Mecatrónica
2013
Control PIDFuzzy de una planta de Temperatura
Luigui Mauricio Albán Fernández
Juan Esteban Ordoñez Bonilla
Escuela Politécnica del Ejército
Carrera de Ingeniería Mecatrónica
Correo-e: lmalban@espe.edu.ec
jeordonez@espe.edu.ec

Abstract. Since fuzzy controllers are nonlinear, it is more difficult to set the controller
gains com-pared to proportional-integral-derivative (PID) controllers. This research
paper proposes a design procedure and a tuning procedure that carries tuning rules from
the PID domain over to fuzzy single-loop controllers. The idea is to start with a tuned,
conventional PID controller, replace it with an equivalent linear fuzzy controller, make the
fuzzy controller nonlinear, and eventually fine-tunethe nonlinear fuzzy controller. This is
relevant when- ever a PID controller is possible or already implemented.

1

Introducción

El control lógico difuso por su parte surgió en los 60 (del trabajo
de Lofti A. Zadeh), como una herramienta para el control de
procesos industriales complejos, radicando su importancia en
que permite responder a valores intermedios, de variables,
pasando delas dos opciones tradicionales de “frío/caliente”,
“alto/bajo”, a opciones como “Tibio” y “Medio” por ejemplo,
haciendo que los sistemas se acerquen a la forma de trabajar del
cerebro humano. Por lo anterior, el diseño de controladores PID
basados en lógica difusa, es motivado por la habilidad de estos
de capturar estrategias cualitativas de control y ofrecer un
comportamiento de controlaltamente flexible. Con esta forma
de control, podremos lograr que los sistemas puedan ajustarse a
condiciones cambiantes en ocasiones imposibles de predecir,
lógico, dentro de ciertos rangos.
El control lógico difuso por su parte surgió en los 60 (del trabajo
de Lofti A. Zadeh), como una herramienta para el control de
procesos industriales complejos, radicando su importancia en
que permiteresponder a valores intermedios, de variables,
pasando de las dos opciones tradicionales de “frío/caliente”,
“alto/bajo”, a opciones como “Tibio” y “Medio” por ejemplo,
haciendo que los sistemas se acerquen a la forma de trabajar del
cerebro humano. Por lo anterior, el diseño de controladores PID
basados en lógica difusa, es motivado por la habilidad de estos
de capturar estrategiascualitativas de control y ofrecer un
comportamiento de control altamente flexible. Con esta forma de
control, podremos lograr que los sistemas puedan ajustarse a
condiciones cambiantes en ocasiones imposibles de predecir,
lógico, dentro de ciertos rangos.

2

Comparación de dos esquemas

En un sistema controlado por lógica difusa, el
valor de entrada proveniente de los sensores, es
convertido aun valor difuso mediante un
proceso llamado “Fusificación 5”. A
continuación, ese valor es introducido a un
proceso también lógico difuso llamado
“Mecanismo de Inferencia”, en donde
continuamente es evaluado mediante un
conjunto de reglas, provenientes generalmente
del conocimiento de un experto o elaboradas de
manera empírica; este proceso produce un valor
de salida también difuso, elcual es
transformado a una salida real, a través de un
proceso llamado “Defusificación”.
El valor de la salida del proceso de “Defusificación” es
utilizado como señal de control o como entrada a un
actuador que es en realidad, quien se encarga de
ajustar la salida del sistema. Los cambios en el
sistema son medidos por los sensores y el
proceso se repite nueva-mente.
Un control PID se basaen un modelo
matemático riguroso de algún proceso lineal o
lineal dentro de un rango. Estos modelos se
desarrollan ya sea por Root-Locus, ubicación de
polos, o algún otro método, y si la planta se
puede representar por un sistema de primer
orden con retardo como:

Fig1. Sistema de primer orden con retraso
El controlador a implementar es el escogido por la grafica,
donde claramente se...