Análisis e implementación de técnicas basadas en inteligencia artificial aplicadas al control regulatorio

Fecha

Autor corporativo

Título de la revista

ISSN de la revista

Título del volumen

Editor

Compartir

Altmetric

Resumen

In this project, a control system based on an artificial intelligence technique is developed and compared with a conventional controller in its implementation on the multi-tank plant of the Barión research nursery. This intelligent controller is a dynamically focused adaptive fuzzy PID, which is developed and simulated in Matlab's Simulink with the mathematical model of the plant and later coded in the Codesys platform for its implementation. The fuzzy controller coding is done in such a way that the number of calculations required to generate the control signal is optimized in each sampling cycle. In addition, tools are used that allow the correct operation of the controller when it is implemented in a physical system. For the design and implementation of the intelligent controller, the advantages of the conventional PID controller are taken, such as the topology of a PI-D controller, filtering of the reference signal, derivative filter and Anti Wind-Up system in the integral part. A fuzzy PD controller is used, which is tuned by a fuzzy adaptation system with dynamic focus and a proposal for an intelligent integration system is made. The physical implementation of the controller is done with a Soft-PLC prototype based on Raspberry Pi and Psoc, which is debugged and enabled. The developed controller is mounted on the prototype and compared with a conventional PID controller on the plant's cascade tank system, it is evaluated by means of performance and variability terms such as maximum impulse, stabilization time and error variance.

Descripción

En este proyecto se desarrolla un sistema de control basado en una técnica de inteligencia artificial y se compara con un controlador convencional en su implementación sobre la planta multitanques del semillero de investigación Barión. Este controlador inteligente es un PID difuso adaptativo enfocado dinámicamente, el cual se desarrolla y simula en Simulink de Matlab con el modelo matemático de la planta y posteriormente se codifica en la plataforma Codesys para su implementación. La codificación del controlador difuso se realiza de tal manera que se optimiza el número de cálculos necesarios para generar la señal de control en cada ciclo de muestreo. Además, se utilizan herramientas que permiten el correcto funcionamiento del controlador a la hora de implementarlo en un sistema físico. Para el diseño e implementación del controlador inteligente se toman las ventajas del controlador PID convencional como lo es la topología de un controlador PI-D, filtrado de la señal de referencia, filtro derivativo y sistema Anti Wind-Up en la parte integral. Se utiliza un controlador PD difuso el cual es sintonizado por un sistema de adaptación difusa con enfoque dinámico y se hace la propuesta de un sistema de integración inteligente. La implementación física del controlador se realiza con un prototipo de Soft-PLC basado en Raspberry Pi y Psoc, el cual se depura y habilita. El controlador desarrollado se monta sobre el prototipo y se compara con un controlador PID convencional sobre el sistema de tanques en cascada de la planta, se evalúa por medio de términos de rendimiento y variabilidad como máximo sobre impulso, tiempo de estabilización y varianza del error.

Palabras clave

Adaptativo, Control difuso, Enfoque dinámico, Integral inteligente, Soft PLC, Inteligencia artificial

Materias

Ingeniería en Control - Tesis y disertaciones académicas , Aprendizaje automático (Inteligencia artificial) , Control automático , Matlab (Programa para computador)

Citación