Simulación de controladores pid clásico y difuso para controlar la posición de un servomotor

SIMULACIÓN DE CONTROLADORES PID CLÁSICO Y DIFUSO PARA CONTROLAR LA POSICIÓN DE UN SERVOMOTOR

E. Rubio Medina1, J.G López Álvarez1, P. Ochoa Moreno2

1Departamento de Ingeniería Electrónica
Instituto Tecnológico de Nogales
Ave. Tecnológico #911 Col. Granja
Nogales, Sonora México. CP 85065
erubio14@gmail.com,
lupitanalogica3@gmail.com2División de Estudios de Posgrado e Investigación
Instituto Tecnológico de Nogales
Ave. Tecnológico #911 Col. Granja
Nogales, Sonora México. CP 84065
pedro.ochoa.moreno@depiitn.edu.mx.

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Abstracto: El propósito de este trabajo es diseñar un controlador para manipular la posición de salida deseada de un motor de DC, a partir del modelo electrómecanico del motor; en una primerainstancia se implementara un controlador PID clásico y posteriormente uno del tipo difuso para comparar ambas respuestas y presentar las ventajas y desventajas de cada uno. Este tipo de controladores tiene un sin fin de aplicaciones en la industria, una de las más conocidas es la del brazo robótico, he aquí la importancia de conocer estas dos formas de desarrollarlos a nivel simulación usando eltoolbox de simulink y el fuzzy toolbox en el entorno de matlab.

1. INtroducCiÓn

La lógica es la ciencia que estudia las leyes, modos y las formas de razonamiento. Recientemente la cantidad de aplicaciones de la lógica difusa han crecido considerablemente. La lógica difusa es una lógica alternativa a la lógica clásica que pretende introducir un grado de vaguedad en las variables bajoevaluación. En el mundo que vivimos existe mucho conocimiento ambiguo e impreciso por naturaleza. El razonamiento humano con frecuencia actúa bajo este esquema de información. La lógica difusa fue precisamente implementada para imitar el razonamiento del ser humano [7].
Inteligencia Artificial, es definida como la inteligencia exhibida como una entidad artificial, generalmente dicha entidado sistema sea un computador, ya que se relaciona con la automatización de tareas que requieren un comportamiento inteligente de donde se deriva la lógica difusa[1].
La lógica difusa inicio en 1965 por Lotfi A. Zadeh, profesor de la Universidad de California en Berkeley, inconforme con los conjuntos clásicos (crisp set) que solo permiten dos opciones, la pertenencia o no de un elemento de dichoconjunto. La cual se presentó, como una forma de procesar información, permitiendo pertenencias parciales a un conjunto que en contraposición a los clásicos, los denomino conjuntos difusos, pocos años después en 1974, el Britanico Ebrahim Mamdani, demuestra la aplicación de la lógica difusa en el campo del control, por lo que desarrolla el primer sistema de control difuso (Fuzzy Control) práctico,la regulación de un motor de vapor [6].
La lógica Difusa es una metodología que proporciona una manera simple y elegante de obtener una conclusión a partir de información de entrada vaga, ambigua, imprecisa, con ruido o incompleta, en general la lógica difusa imita la forma en como una persona toma decisiones basada en información con las características mencionadas. Por lo que surgió comouna herramienta importante para el control de sistemas y procesos industriales complejos, así como también para la electrónica de entretenimiento y hogar, sistemas de diagnósticos y otros sistemas expertos [6].

2. desarrollo

2.1 Sistemas de control

El término control, se refiere generalmente a un instrumento (posiblemente un operador) o un conjunto de instrumentos usados para operar,regular, o guiar una máquina o vehículo o algún otro sistema. Los cuales se dividen en dos tipos:

2.1.2 Sistema de lazo abierto.
Es aquel en la cual la acción de control es independiente de la salida, si en tal salida no hay algún dispositivo que sea capaz de medir la variable de salida y por lo tanto, no existe control de esta, este tipo de sistema se presenta en la Figura 2.1.1....