Este documento compara un controlador PID estándar y uno con lógica difusa para aplicaciones de control de temperatura de alta precisión (dentro de 0.1°C). Se desarrollaron ambos controladores e implementaron para regular la temperatura de un bloque de cobre. Los resultados muestran que el controlador con lógica difusa puede igualar y superar el rendimiento del controlador PID estándar, ajustándose mejor a condiciones cambiantes impredecibles como cambios ambientales o desgaste de componentes. Se analizan las ventajas y desvent
Un sistema de control distribuido (DCS) recopila grandes volúmenes de datos de medición de un proceso industrial, los procesa en centros de control y envía señales a los actuadores en tiempo real. Un DCS típicamente incluye estaciones de control local, estaciones de operador e ingeniería, y una red de comunicaciones que integra todos los datos y permite su supervisión y control remoto.
Sistema de control para llenado de un tanqueAbel Enrique
El documento describe un sistema de control para llenar un tanque con agua hasta cierto nivel utilizando una válvula eléctrica, un sensor y un interruptor remoto. Cuando se activa el interruptor, la válvula permite el paso de agua hasta que el sensor detecta que se alcanzó el nivel máximo programado y cierra la válvula para detener el suministro.
Este documento describe el control adaptativo con modelo de referencia (MRAS). Explica que el MRAS compara la salida del modelo de referencia con la salida del proceso real para generar señales de control que minimicen la diferencia. También describe cómo se representa el MRAS en un diagrama de bloques y cómo se pueden obtener las leyes de control adaptativo mediante el método de Lyapunov para garantizar la estabilidad del sistema.
Este documento describe varios métodos para caracterizar sistemas de control y determinar los parámetros de controladores PID, incluyendo el método de oscilaciones sostenidas, el método de oscilaciones amortiguadas, el método de la curva de reacción y el análisis del lugar geométrico de las raíces. Explica conceptos como señal de error, señal de salida del controlador, señal de perturbación, variables de control y controladas, y criterios de desempeño para sistemas de control.
El control proporcional es un sistema de control más complejo que encendido/apagado pero más sencillo que PID. Modula la salida para resolver problemas de comportamiento inestable. Calcula el error entre la variable de proceso y el punto de ajuste y amplifica esta señal de error usando la ganancia proporcional antes de aplicarla al proceso. La ganancia determina qué tan sensible es el controlador a los cambios en la variable de proceso.
The document provides an overview of digital control systems, including the sampling process and Z-transform. It defines digital and analog signals, and explains how data acquisition works by sampling analog signals and converting them to digital values using analog-to-digital converters. Examples are given of number systems, signal conditioning, and the sampling process theory. Matlab samples are also provided to demonstrate continuous and discrete signals.
Este documento habla sobre sistemas de control en tiempo discreto. Explica que estos sistemas involucran variables que cambian en momentos de muestreo específicos y usualmente incluyen un computador digital en el bucle de control. Describe las partes clave como convertidores analógico a digital y digital a analógico, y cómo se usa la transformada Z para analizar estos sistemas de manera análoga a como se usa la transformada de Laplace para sistemas en tiempo continuo.
Este documento describe los sistemas SCADA y DCS, sus características y diferencias. Explica que un SCADA controla procesos desde una computadora central mientras que un DCS distribuye los controles para mayor confiabilidad. Finalmente, propone implementar un SCADA para controlar variables como bebederos, tanques de agua y alimentación en granjas avícolas pequeñas y medianas debido a su menor costo.
Un sistema de control distribuido (DCS) recopila grandes volúmenes de datos de medición de un proceso industrial, los procesa en centros de control y envía señales a los actuadores en tiempo real. Un DCS típicamente incluye estaciones de control local, estaciones de operador e ingeniería, y una red de comunicaciones que integra todos los datos y permite su supervisión y control remoto.
Sistema de control para llenado de un tanqueAbel Enrique
El documento describe un sistema de control para llenar un tanque con agua hasta cierto nivel utilizando una válvula eléctrica, un sensor y un interruptor remoto. Cuando se activa el interruptor, la válvula permite el paso de agua hasta que el sensor detecta que se alcanzó el nivel máximo programado y cierra la válvula para detener el suministro.
Este documento describe el control adaptativo con modelo de referencia (MRAS). Explica que el MRAS compara la salida del modelo de referencia con la salida del proceso real para generar señales de control que minimicen la diferencia. También describe cómo se representa el MRAS en un diagrama de bloques y cómo se pueden obtener las leyes de control adaptativo mediante el método de Lyapunov para garantizar la estabilidad del sistema.
Este documento describe varios métodos para caracterizar sistemas de control y determinar los parámetros de controladores PID, incluyendo el método de oscilaciones sostenidas, el método de oscilaciones amortiguadas, el método de la curva de reacción y el análisis del lugar geométrico de las raíces. Explica conceptos como señal de error, señal de salida del controlador, señal de perturbación, variables de control y controladas, y criterios de desempeño para sistemas de control.
El control proporcional es un sistema de control más complejo que encendido/apagado pero más sencillo que PID. Modula la salida para resolver problemas de comportamiento inestable. Calcula el error entre la variable de proceso y el punto de ajuste y amplifica esta señal de error usando la ganancia proporcional antes de aplicarla al proceso. La ganancia determina qué tan sensible es el controlador a los cambios en la variable de proceso.
The document provides an overview of digital control systems, including the sampling process and Z-transform. It defines digital and analog signals, and explains how data acquisition works by sampling analog signals and converting them to digital values using analog-to-digital converters. Examples are given of number systems, signal conditioning, and the sampling process theory. Matlab samples are also provided to demonstrate continuous and discrete signals.
Este documento habla sobre sistemas de control en tiempo discreto. Explica que estos sistemas involucran variables que cambian en momentos de muestreo específicos y usualmente incluyen un computador digital en el bucle de control. Describe las partes clave como convertidores analógico a digital y digital a analógico, y cómo se usa la transformada Z para analizar estos sistemas de manera análoga a como se usa la transformada de Laplace para sistemas en tiempo continuo.
Este documento describe los sistemas SCADA y DCS, sus características y diferencias. Explica que un SCADA controla procesos desde una computadora central mientras que un DCS distribuye los controles para mayor confiabilidad. Finalmente, propone implementar un SCADA para controlar variables como bebederos, tanques de agua y alimentación en granjas avícolas pequeñas y medianas debido a su menor costo.
1. El documento describe los sistemas de control y controladores. Explica los conceptos de sistemas de control de lazo abierto y cerrado, y el tiempo muerto de los sistemas.
2. Define los modos de control de dos posiciones (on-off) y proporcional (P), y proporciona ejemplos gráficos de su funcionamiento.
3. Finalmente, incluye un cuestionario de autoevaluación sobre los temas explicados.
The document discusses the analysis of discrete systems and determining their stability in response to stimulus signals. It covers topics like pulse transfer function, stability analysis of discrete systems, transient response and steady state analysis, root locus method, and frequency response method. It provides examples of finding the pulse transfer function for different systems using various methods like the z-transform. It also discusses digital filters included in open-loop systems and determining the closed-loop pulse transfer function for a digital control system.
Este documento describe el modelado de sistemas dinámicos mediante el uso del espacio de estados. Explica que el espacio de estados permite modelar sistemas lineales y no lineales con múltiples entradas y salidas que pueden ser variables o invariantes en el tiempo. Define conceptos clave como sistema, variable de estado, ecuaciones de estado y de salida. Finalmente, concluye que el espacio de estados proporciona una forma flexible de modelar sistemas que se aproxima mejor a su comportamiento real.
Este documento describe la evolución de las comunicaciones industriales, desde la señalización neumática hace más de 50 años hasta las comunicaciones digitales de la década de 1980. También resume varios estándares y organizaciones clave de estandarización, así como diferentes tipos de buses de campo e interfaces de comunicación como RS-232, RS-422, RS-485 y lazos de corriente 4-20 mA.
Este documento describe los diferentes tipos de controladores en sistemas de control en tiempo continuo, incluyendo control proporcional, proporcional derivativo, proporcional integral y proporcional integral derivativo. Explica las características del control proporcional, como que no puede eliminar errores estacionarios y que aumentar su ganancia empeora la respuesta transitoria pero reduce errores. Incluye un ejemplo numérico para ilustrar estas propiedades.
Este documento describe los componentes principales de un sistema de control distribuido (DCS). Un DCS consta de controladores, tarjetas de entrada/salida, módulos de comunicación y software de control continuo y discreto. Los controladores ejecutan algoritmos de control y se comunican con sensores y actuadores a través de tarjetas de E/I. Los módulos de comunicación permiten la integración con buses industriales y la comunicación remota. El software usa lenguajes gráficos como diagramas de bloques funcionales para implementar lógica de control
Un sistema de control es un conjunto de componentes que regulan el comportamiento de un sistema para lograr resultados deseados. Existen dos tipos principales de sistemas de control: los sistemas de lazo abierto, donde la salida no depende de la entrada, y los sistemas de lazo cerrado, donde la salida se compara con la entrada para corregir el sistema si es necesario. Los sistemas de control se componen generalmente de sensores, controladores y actuadores.
Digital control systems (dcs) lecture 18-19-20Ali Rind
This document discusses digital control systems and related topics such as difference equations, z-transforms, and mapping between the s-plane and z-plane. It begins with an outline of topics to be covered including difference equations, z-transforms, inverse z-transforms, and the relationship between the s-plane and z-plane. Examples are provided to illustrate difference equations, z-transforms, and mapping poles between the two planes. Standard z-transforms of discrete-time signals like the unit impulse and sampled step are also defined.
El documento presenta una introducción al tema de la instrumentación y control de procesos. Explica que el control automático ha sido vital para el avance de la ingeniería y la ciencia. Luego resume brevemente la historia del control automático desde los primeros trabajos en el siglo 18 hasta los desarrollos más recientes en control moderno digital. Finalmente, define conceptos básicos como sistema, planta, proceso, control, elemento final de control y otros relacionados al control de procesos.
Este documento trata sobre sistemas de control. Define control como la acción de decidir sobre un proceso o sistema. Explica los componentes clave de un sistema de control como las variables de entrada, salida, perturbaciones y de control. Brevemente describe la historia del control automático desde los mecanismos reguladores griegos hasta el regulador centrífugo de James Watt. Finalmente, cubre conceptos como funciones de transferencia, diagramas de bloques y estabilidad de sistemas.
Este documento describe los sistemas de control, incluyendo los tipos de sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado, así como ejemplos cotidianos como los termostatos y cisternas de inodoros. Además, explica dispositivos de control electromecánicos comunes como operadores cilíndricos, árboles de levas y finales de carrera, y cómo estos sistemas automatizan procesos mediante la detección de posiciones y el control de circuitos eléctricos.
Este documento presenta conceptos clave sobre sistemas, modelos y control. Define un sistema como un conjunto de entidades en interacción dentro de un ambiente para alcanzar un objetivo. Explica que un modelo representa la información recopilada sobre un sistema para fines de estudio. Además, distingue entre modelos continuos y discretos. Finalmente, define el control como el proceso de monitorear y corregir las actividades de un sistema para asegurar que se desarrollen según lo planeado.
Este documento describe los sistemas de control y sus componentes. Explica que un sistema de control es un arreglo de componentes físicos que pueden controlar o regular un proceso o sistema. Describe los tipos de sistemas de control (lazo abierto vs lazo cerrado), sus elementos como la variable controlada y manipulada, y las características de estabilidad, exactitud y velocidad de respuesta. Concluye destacando la importancia de los sistemas de control en procesos industriales para regular variables y mejorar la productividad.
El documento presenta una introducción al análisis de la respuesta de sistemas dinámicos. Explica que las señales de prueba como escalón, rampa, impulso y senoidales permiten realizar un análisis matemático y experimental de los sistemas de control. Luego, analiza la respuesta de sistemas de primer y segundo orden ante diferentes entradas, describiendo las respuestas transitoria y estacionaria y clasificando los sistemas de segundo orden.
Sistema de control para llenado de tanques con microcontrolador picRoberto Di Giacomo
Este documento describe el diseño de un sistema de control para el llenado de tanques utilizando microcontroladores PIC. El objetivo general es automatizar el proceso de llenado mediante un sensor de nivel y un microcontrolador programado. Se explican conceptos teóricos sobre sensores, incluyendo tipos comunes como sensores de temperatura, proximidad e inductivos. También se especifican características clave de los sensores y se analizan sus aplicaciones en la medición y control de procesos industriales.
Este documento describe brevemente la inteligencia en redes de comunicaciones. Habla sobre la lógica difusa y cómo imita la forma en que los humanos toman decisiones con información imprecisa. También menciona algunos tipos de sistemas de lógica difusa, como los sistemas tipo Mamdani y Takagi-Sugeno.
Un Controlador Lógico Programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.
Conversion analogico digital: muestreo, cuantizacion y codificacionLucre Castillo Lorenzo
Este documento explica los conceptos básicos de la conversión analógico-digital, incluyendo el muestreo, la cuantización y la codificación. El muestreo convierte una señal analógica continua en valores discretos a intervalos regulares. La cuantización convierte los valores de voltaje en números digitales. Finalmente, la codificación representa los valores cuantizados usando códigos binarios u otros estándares.
Sistemas lineales invariantes en el tiempoJosé Parra
Este documento describe los sistemas lineales invariantes en el tiempo. Explica que estos sistemas cumplen con los principios de superposición, proporcionalidad y aditividad. También son invariantes en el tiempo, lo que significa que su respuesta no depende del momento en que son excitados. Algunos ejemplos de sistemas lineales invariantes en el tiempo incluyen resortes, sistemas RLC, ondas electromagnéticas y fuentes de voltaje. La convolución se utiliza para determinar la salida de estos sistemas a partir
La red de compensación en cascada se conecta al proceso para mejorar su función de transferencia en el lazo de realimentación. El compensador puede seleccionarse para modificar la ubicación de las raíces o la respuesta en frecuencia. Para un compensador de primer orden, el problema se reduce a seleccionar los polos, ceros y ganancia para lograr el comportamiento deseado. Si el cero está cerca del origen y el polo es insignificante, el compensador se comporta como un diferenciador.
Este documento compara los sistemas de control difuso y PID. Los sistemas de control difuso tienen ventajas como tiempos de respuesta más rápidos, mayor tolerancia al ruido, no requieren un modelo matemático preciso del sistema y pueden evaluar más variables. Sin embargo, los sistemas difusos también tienen desventajas como mayor costo de desarrollo y menor flexibilidad de programación. El documento concluye que los sistemas difusos generalmente tienen tiempos de respuesta más rápidos, menor error en estado estable y responden mejor a perturbaciones que
El documento describe los diferentes tipos de control adaptativo. Explica que el control adaptativo permite ajustar los parámetros de control de un sistema en tiempo real para mantener un funcionamiento adecuado ante cambios en la dinámica del sistema o perturbaciones. Describe tres tipos principales: control adaptativo programado, control adaptativo con modelo de referencia, y control adaptativo auto-ajustable. El objetivo final es lograr un control óptimo ante variaciones en el proceso controlado.
1. El documento describe los sistemas de control y controladores. Explica los conceptos de sistemas de control de lazo abierto y cerrado, y el tiempo muerto de los sistemas.
2. Define los modos de control de dos posiciones (on-off) y proporcional (P), y proporciona ejemplos gráficos de su funcionamiento.
3. Finalmente, incluye un cuestionario de autoevaluación sobre los temas explicados.
The document discusses the analysis of discrete systems and determining their stability in response to stimulus signals. It covers topics like pulse transfer function, stability analysis of discrete systems, transient response and steady state analysis, root locus method, and frequency response method. It provides examples of finding the pulse transfer function for different systems using various methods like the z-transform. It also discusses digital filters included in open-loop systems and determining the closed-loop pulse transfer function for a digital control system.
Este documento describe el modelado de sistemas dinámicos mediante el uso del espacio de estados. Explica que el espacio de estados permite modelar sistemas lineales y no lineales con múltiples entradas y salidas que pueden ser variables o invariantes en el tiempo. Define conceptos clave como sistema, variable de estado, ecuaciones de estado y de salida. Finalmente, concluye que el espacio de estados proporciona una forma flexible de modelar sistemas que se aproxima mejor a su comportamiento real.
Este documento describe la evolución de las comunicaciones industriales, desde la señalización neumática hace más de 50 años hasta las comunicaciones digitales de la década de 1980. También resume varios estándares y organizaciones clave de estandarización, así como diferentes tipos de buses de campo e interfaces de comunicación como RS-232, RS-422, RS-485 y lazos de corriente 4-20 mA.
Este documento describe los diferentes tipos de controladores en sistemas de control en tiempo continuo, incluyendo control proporcional, proporcional derivativo, proporcional integral y proporcional integral derivativo. Explica las características del control proporcional, como que no puede eliminar errores estacionarios y que aumentar su ganancia empeora la respuesta transitoria pero reduce errores. Incluye un ejemplo numérico para ilustrar estas propiedades.
Este documento describe los componentes principales de un sistema de control distribuido (DCS). Un DCS consta de controladores, tarjetas de entrada/salida, módulos de comunicación y software de control continuo y discreto. Los controladores ejecutan algoritmos de control y se comunican con sensores y actuadores a través de tarjetas de E/I. Los módulos de comunicación permiten la integración con buses industriales y la comunicación remota. El software usa lenguajes gráficos como diagramas de bloques funcionales para implementar lógica de control
Un sistema de control es un conjunto de componentes que regulan el comportamiento de un sistema para lograr resultados deseados. Existen dos tipos principales de sistemas de control: los sistemas de lazo abierto, donde la salida no depende de la entrada, y los sistemas de lazo cerrado, donde la salida se compara con la entrada para corregir el sistema si es necesario. Los sistemas de control se componen generalmente de sensores, controladores y actuadores.
Digital control systems (dcs) lecture 18-19-20Ali Rind
This document discusses digital control systems and related topics such as difference equations, z-transforms, and mapping between the s-plane and z-plane. It begins with an outline of topics to be covered including difference equations, z-transforms, inverse z-transforms, and the relationship between the s-plane and z-plane. Examples are provided to illustrate difference equations, z-transforms, and mapping poles between the two planes. Standard z-transforms of discrete-time signals like the unit impulse and sampled step are also defined.
El documento presenta una introducción al tema de la instrumentación y control de procesos. Explica que el control automático ha sido vital para el avance de la ingeniería y la ciencia. Luego resume brevemente la historia del control automático desde los primeros trabajos en el siglo 18 hasta los desarrollos más recientes en control moderno digital. Finalmente, define conceptos básicos como sistema, planta, proceso, control, elemento final de control y otros relacionados al control de procesos.
Este documento trata sobre sistemas de control. Define control como la acción de decidir sobre un proceso o sistema. Explica los componentes clave de un sistema de control como las variables de entrada, salida, perturbaciones y de control. Brevemente describe la historia del control automático desde los mecanismos reguladores griegos hasta el regulador centrífugo de James Watt. Finalmente, cubre conceptos como funciones de transferencia, diagramas de bloques y estabilidad de sistemas.
Este documento describe los sistemas de control, incluyendo los tipos de sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado, así como ejemplos cotidianos como los termostatos y cisternas de inodoros. Además, explica dispositivos de control electromecánicos comunes como operadores cilíndricos, árboles de levas y finales de carrera, y cómo estos sistemas automatizan procesos mediante la detección de posiciones y el control de circuitos eléctricos.
Este documento presenta conceptos clave sobre sistemas, modelos y control. Define un sistema como un conjunto de entidades en interacción dentro de un ambiente para alcanzar un objetivo. Explica que un modelo representa la información recopilada sobre un sistema para fines de estudio. Además, distingue entre modelos continuos y discretos. Finalmente, define el control como el proceso de monitorear y corregir las actividades de un sistema para asegurar que se desarrollen según lo planeado.
Este documento describe los sistemas de control y sus componentes. Explica que un sistema de control es un arreglo de componentes físicos que pueden controlar o regular un proceso o sistema. Describe los tipos de sistemas de control (lazo abierto vs lazo cerrado), sus elementos como la variable controlada y manipulada, y las características de estabilidad, exactitud y velocidad de respuesta. Concluye destacando la importancia de los sistemas de control en procesos industriales para regular variables y mejorar la productividad.
El documento presenta una introducción al análisis de la respuesta de sistemas dinámicos. Explica que las señales de prueba como escalón, rampa, impulso y senoidales permiten realizar un análisis matemático y experimental de los sistemas de control. Luego, analiza la respuesta de sistemas de primer y segundo orden ante diferentes entradas, describiendo las respuestas transitoria y estacionaria y clasificando los sistemas de segundo orden.
Sistema de control para llenado de tanques con microcontrolador picRoberto Di Giacomo
Este documento describe el diseño de un sistema de control para el llenado de tanques utilizando microcontroladores PIC. El objetivo general es automatizar el proceso de llenado mediante un sensor de nivel y un microcontrolador programado. Se explican conceptos teóricos sobre sensores, incluyendo tipos comunes como sensores de temperatura, proximidad e inductivos. También se especifican características clave de los sensores y se analizan sus aplicaciones en la medición y control de procesos industriales.
Este documento describe brevemente la inteligencia en redes de comunicaciones. Habla sobre la lógica difusa y cómo imita la forma en que los humanos toman decisiones con información imprecisa. También menciona algunos tipos de sistemas de lógica difusa, como los sistemas tipo Mamdani y Takagi-Sugeno.
Un Controlador Lógico Programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.
Conversion analogico digital: muestreo, cuantizacion y codificacionLucre Castillo Lorenzo
Este documento explica los conceptos básicos de la conversión analógico-digital, incluyendo el muestreo, la cuantización y la codificación. El muestreo convierte una señal analógica continua en valores discretos a intervalos regulares. La cuantización convierte los valores de voltaje en números digitales. Finalmente, la codificación representa los valores cuantizados usando códigos binarios u otros estándares.
Sistemas lineales invariantes en el tiempoJosé Parra
Este documento describe los sistemas lineales invariantes en el tiempo. Explica que estos sistemas cumplen con los principios de superposición, proporcionalidad y aditividad. También son invariantes en el tiempo, lo que significa que su respuesta no depende del momento en que son excitados. Algunos ejemplos de sistemas lineales invariantes en el tiempo incluyen resortes, sistemas RLC, ondas electromagnéticas y fuentes de voltaje. La convolución se utiliza para determinar la salida de estos sistemas a partir
La red de compensación en cascada se conecta al proceso para mejorar su función de transferencia en el lazo de realimentación. El compensador puede seleccionarse para modificar la ubicación de las raíces o la respuesta en frecuencia. Para un compensador de primer orden, el problema se reduce a seleccionar los polos, ceros y ganancia para lograr el comportamiento deseado. Si el cero está cerca del origen y el polo es insignificante, el compensador se comporta como un diferenciador.
Este documento compara los sistemas de control difuso y PID. Los sistemas de control difuso tienen ventajas como tiempos de respuesta más rápidos, mayor tolerancia al ruido, no requieren un modelo matemático preciso del sistema y pueden evaluar más variables. Sin embargo, los sistemas difusos también tienen desventajas como mayor costo de desarrollo y menor flexibilidad de programación. El documento concluye que los sistemas difusos generalmente tienen tiempos de respuesta más rápidos, menor error en estado estable y responden mejor a perturbaciones que
El documento describe los diferentes tipos de control adaptativo. Explica que el control adaptativo permite ajustar los parámetros de control de un sistema en tiempo real para mantener un funcionamiento adecuado ante cambios en la dinámica del sistema o perturbaciones. Describe tres tipos principales: control adaptativo programado, control adaptativo con modelo de referencia, y control adaptativo auto-ajustable. El objetivo final es lograr un control óptimo ante variaciones en el proceso controlado.
DISEÑO DE SISTEMAS DIFUSOS Y CONTROL LÓGICO DIFUSOESCOM
Este documento describe los componentes básicos y el funcionamiento de los sistemas de control lógico difusos. Explica que estos sistemas usan reglas lingüísticas para controlar procesos, y constan de cuatro etapas: fusificación, evaluación de reglas, defusificación y una base de conocimiento con conjuntos difusos y reglas. Como ejemplo, se detalla un sistema de control de presión de calderas usando 7 conjuntos lingüísticos y 49 reglas difusas.
Este documento describe diferentes métodos para el modelado de sistemas dinámicos utilizando modelos difusos. Explica conceptos como modelos de Takagi-Sugeno, estimación de parámetros, agrupamiento difuso, simplificación de reglas y redundancia en modelos difusos. También incluye un ejemplo de aplicación de un modelo difuso de Takagi-Sugeno para la predicción de la concentración de clorofila en lagos.
El documento describe dos estrategias de control de procesos mediante redes neuronales: el control a partir de un modelo de referencia, que utiliza redes de base radial, y el control predictivo, que usa redes perceptrón multicapa. Además, introduce el uso de redes neuronales para la identificación de sistemas dinámicos, examinando configuraciones paralelas, serie-paralelo, con modelo aproximado y modulares.
El documento trata sobre los métodos de control clásico, en particular sobre las acciones de control proporcional, integral y derivativa. Explica las ecuaciones y funciones de transferencia de cada acción, así como ejemplos de su implementación en Simulink. Finalmente, describe la acción de control PID, la cual combina las tres acciones anteriores para obtener sus ventajas.
Este documento describe la lógica difusa, incluyendo su definición, características, conjuntos difusos, números difusos, variables lingüísticas y aplicaciones. La lógica difusa permite valores imprecisos para definir evaluaciones entre verdadero/falso. Se basa en el lenguaje humano y la experiencia de expertos. Tiene aplicaciones en sistemas de control, electrodomésticos, motores y bases de datos.
El documento introduce el concepto de control adaptativo y describe sus características principales. El control adaptativo surge para controlar sistemas con características variables o poco conocidas mediante la medición continua de las características dinámicas del sistema y la adaptación de los parámetros del controlador para mantener un desempeño óptimo. Existen dos tipos principales de controladores adaptativos: directos, que ajustan los parámetros del controlador directamente, e indirectos, que estiman y ajustan los parámetros del sistema. El control adaptativo basado en modelo de refer
Este documento describe los diferentes tipos de lazos de control, incluyendo control todo-nada, lazo abierto, y lazo cerrado. Explica que el control de lazo cerrado usa un elemento de medición para comparar la variable del proceso con el punto de ajuste y ajustar la salida para mantener el proceso en el punto de ajuste. También describe los diferentes tipos de controladores, incluyendo proporcional, integral, derivativo y PID, y cómo cada uno afecta la salida.
Este documento presenta un estudio comparativo entre un control PID estándar y un control P difuso para aplicaciones de control de temperatura que requieren alta precisión. Se implementaron ambos controles para regular la temperatura de un bloque de cobre y se analizaron sus tiempos de respuesta, error en estado estable, precisión y capacidad de respuesta a perturbaciones. Los resultados mostraron que el control difuso tiene tiempos de respuesta más rápidos, mayor precisión y mejor capacidad de respuesta a perturbaciones, aunque presenta pequeños sobretiros que desaparecen rápidamente. El control
Este documento trata sobre los controladores y sistemas de control. Explica los diferentes tipos de controladores como manuales, eléctricos y digitales, y los principales tipos de sistemas de control como sí/no, proporcional, proporcional derivativo, proporcional integral y proporcional integral derivativo. También describe los conceptos de compensación, compensadores en serie y en paralelo, y los procedimientos para diseñar compensadores en adelanto usando el método de lugar de las raíces.
Este documento describe los diferentes tipos de controladores industriales, incluyendo controladores proporcionales, integrales, derivativos y PID. Explica que los controladores son instrumentos que comparan valores medidos con valores deseados para corregir errores y controlar procesos industriales de manera automática y eficiente.
Controladores yorman godoy, teoria de controlyormangodoy
1) El documento describe diferentes tipos de controladores de procesos, incluyendo sus esquemas, definiciones y expresiones matemáticas. 2) Se explican métodos como control por realimentación, de adelanto, en cascada y adaptativo. 3) Los principales tipos de controladores discutidos son controlador on-off, proporcional, PI, PD y PID.
Este documento describe diferentes tipos y aplicaciones de controladores. Explica que el control por retroalimentación mide una variable de proceso y manipula la salida para alcanzar el punto de ajuste. También describe controladores P, PI, PID y sus funciones de transferencia. Presenta ejemplos de control de flujo y temperatura en procesos industriales. Concluye que el control mide y evalúa el desempeño para corregir fallas y prevenir errores mediante controles preliminar, concurrente y posterior.
Este documento trata sobre el ajuste de controladores. Explica que los controladores tipo PID son los más comunes y describe sus funciones proporcional, integral y derivativa. También describe varios métodos para ajustar los parámetros de los controladores, incluyendo el método de ensayo sistemático y el método de última sensibilidad de Ziegler-Nichols. El objetivo del ajuste es lograr una respuesta estable ante perturbaciones con un amortiguamiento óptimo.
El documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control, incluyendo:
1) Los elementos clave de un sistema de control como sensores, controladores y actuadores.
2) Los diferentes tipos de controladores como proporcional (P), integral (I), derivativo (D) y sus combinaciones en controladores PID, PI y PD.
3) Modelos matemáticos que definen la función de transferencia de cada tipo de controlador.
4) Ejemplos prácticos de cómo se usan los controladores para regular variables como el nivel de un depósito.
Controladores - Teoria de control virtualLeonard Stark
Este documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control automático, incluyendo controladores, compensación de adelanto y atraso, y diferentes tipos de acciones de control como proporcional, integral y derivativa. Explica cómo un controlador detecta el error y genera una señal de control, y cómo las acciones P, I y D trabajan juntas en un controlador PID para lograr un control efectivo. En conclusión, enfatiza la importancia del control automático en una variedad de aplicaciones industriales y el progreso logrado a través del uso
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta desviaciones entre el valor medido y el deseado, emitiendo una señal de corrección al actuador. Describe los tipos de compensación de adelanto y atraso, así como los tipos de controladores como P, I, D, PI, PD y PID. Finalmente, detalla las acciones de control proporcional, integral y derivativa que usan estos controladores.
1) Un sistema de control regula el comportamiento de otro sistema para obtener resultados deseados y reducir fallas. 2) Los controladores comparan valores medidos y deseados para calcular un error y corregirlo. 3) Existen controladores proporcionales, derivativos, integrales y combinaciones como PID. 4) Los modelos matemáticos incluyen controles proporcional, integral, proporcional-derivativo y PID. 5) Las acciones de control incluyen compensación anticipada y retrasada.
Este documento describe los principios básicos de los controladores automáticos, incluyendo sus definiciones, tipos (P, I, PD, PI, PID), modelos matemáticos y compensación. Explica que un controlador compara el valor medido con el deseado y genera una señal de control para corregir errores. Los controladores más comunes son los PID, que combinan acciones proporcionales, integrales y derivativas. El objetivo final de un controlador es mantener la variable controlada lo más cercana posible al valor de referencia a través de la
Este documento describe los componentes clave de los sistemas de control, incluyendo el controlador, la compensación en adelanto y atraso, y los diferentes tipos de controladores. Explica que el controlador es el cerebro del sistema de control y se encarga de impartir las órdenes para lograr el control deseado. También describe los objetivos principales de los sistemas de control y los esquemas básicos de cómo funcionan. Finalmente, detalla los diferentes tipos de acciones de control como proporcional, integral, proporcional-integral y proporcional-
Este documento describe los diferentes tipos de controladores y sus funciones. Explica que el controlador es el cerebro de los sistemas de control y que hay diferentes estrategias como controladores proporcionales, integrales, proporcional-integrales, proporcional-derivativos e integrales-proporcionales-derivativos. También describe los esquemas de sistemas de control, la compensación en adelanto y atraso, y los objetivos de los sistemas de control como ser estables y eficientes.
Este documento trata sobre acciones de control en sistemas controlados. Explica las acciones de control proporcional, integral y derivativa, así como combinaciones de estas acciones como PI, PD y PID. Describe cómo estas acciones de control detectan desviaciones entre valores medidos y deseados para emitir señales de corrección hacia el actuador. El control automático es importante en ingeniería para lograr un desempeño óptimo en sistemas dinámicos.
Este documento describe los diferentes tipos de controladores y conceptos relacionados con los sistemas de control. Explica que un controlador detecta los desvíos entre el valor medido y el valor deseado, emitiendo una señal de corrección al actuador. Luego describe los cuatro tipos básicos de controladores: proporcional (P), proporcional derivativo (PD), proporcional integral (PI) y proporcional integral derivativo (PID). Finalmente, brinda ejemplos de cómo se usan compensadores de adelanto y atraso para mejorar el comportamiento
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta desviaciones entre el valor medido y el deseado de una variable y emite una señal de corrección. Describe diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo, así como compensaciones de adelanto y atraso. El objetivo final de un controlador es mantener la variable controlada lo más cerca posible al punto de referencia.
Este documento describe los conceptos básicos de controladores y acciones de control. Explica que un controlador detecta desviaciones entre valores medidos y deseados y emite señales de corrección. Describe compensación de adelanto y atraso, y los tipos de controladores P, I, D y PID. Las acciones de control proporcional, integral y derivativa se explican, así como cómo las combinaciones PI, PD y PID aprovechan las ventajas de cada acción.
Este documento trata sobre controladores automáticos. Explica que un controlador detecta los desvíos entre el valor medido y el deseado, emitiendo una señal de corrección al actuador. Describe los tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo, y cómo estas acciones de control pueden combinarse en controladores PID. Finalmente, concluye que el control automático es importante en la ingeniería para sistemas robóticos y de procesos industriales.
Este documento describe varios tipos de sistemas de control, incluidos el control por retroalimentación, el control de adelanto, el control de relación y el control en cascada. También describe controladores como los controladores proporcionales, PI y PID y explica cómo estos controladores pueden incorporarse a un sistema de control general. Finalmente, discute cómo se puede usar un compensador de primer orden para adelantar o atrasar la respuesta en frecuencia de un sistema.
Este documento describe los componentes básicos de un sistema de control, incluidos el controlador, el sensor, el elemento de control final y el proceso. Explica los diferentes tipos de controladores como on-off, proporcional, integral, PI, PD y PID, y cómo cada uno afecta la respuesta del sistema en los regímenes transitorio y permanente. También proporciona ejemplos prácticos de sistemas de control y concluye destacando la importancia de la teoría del control en la ingeniería moderna.
Examen de Selectividad. Geografía junio 2024 (Convocatoria Ordinaria). UCLMJuan Martín Martín
Examen de Selectividad de la EvAU de Geografía de junio de 2023 en Castilla La Mancha. UCLM . (Convocatoria ordinaria)
Más información en el Blog de Geografía de Juan Martín Martín
http://blogdegeografiadejuan.blogspot.com/
Este documento presenta un examen de geografía para el Acceso a la universidad (EVAU). Consta de cuatro secciones. La primera sección ofrece tres ejercicios prácticos sobre paisajes, mapas o hábitats. La segunda sección contiene preguntas teóricas sobre unidades de relieve, transporte o demografía. La tercera sección pide definir conceptos geográficos. La cuarta sección implica identificar elementos geográficos en un mapa. El examen evalúa conocimientos fundamentales de geografía.
El curso de Texto Integrado de 8vo grado es un programa académico interdisciplinario que combina los contenidos y habilidades de varias asignaturas clave. A través de este enfoque integrado, los estudiantes tendrán la oportunidad de desarrollar una comprensión más holística y conexa de los temas abordados.
En el área de Estudios Sociales, los estudiantes profundizarán en el estudio de la historia, geografía, organización política y social, y economía de América Latina. Analizarán los procesos de descubrimiento, colonización e independencia, las características regionales, los sistemas de gobierno, los movimientos sociales y los modelos de desarrollo económico.
En Lengua y Literatura, se enfatizará el desarrollo de habilidades comunicativas, tanto en la expresión oral como escrita. Los estudiantes trabajarán en la comprensión y producción de diversos tipos de textos, incluyendo narrativos, expositivos y argumentativos. Además, se estudiarán obras literarias representativas de la región latinoamericana.
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En el área de Matemática, los estudiantes desarrollarán habilidades en áreas como la aritmética, el álgebra, la geometría y la estadística. Estos conocimientos matemáticos se aplicarán a la resolución de problemas y al análisis de datos, en el contexto de las temáticas abordadas en las otras asignaturas.
A lo largo del curso, se fomentará la integración de los contenidos, de manera que los estudiantes puedan establecer conexiones significativas entre los diferentes campos del conocimiento. Además, se promoverá el desarrollo de habilidades transversales, como el pensamiento crítico, la resolución de problemas, la investigación y la colaboración.
Mediante este enfoque de Texto Integrado, los estudiantes de 8vo grado tendrán una experiencia de aprendizaje enriquecedora y relevante, que les permitirá adquirir una visión más amplia y comprensiva de los temas estudiados.
ACERTIJO DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARÍS. Por JAVI...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARIS”. Esta actividad de aprendizaje propone el reto de descubrir el la secuencia números para abrir un candado, el cual destaca la percepción geométrica y conceptual. La intención de esta actividad de aprendizaje lúdico es, promover los pensamientos lógico (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia y viso-espacialidad. Didácticamente, ésta actividad de aprendizaje es transversal, y que integra áreas del conocimiento: matemático, Lenguaje, artístico y las neurociencias. Acertijo dedicado a los Juegos Olímpicos de París 2024.
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Control difuso
1. CONTROL DIFUSO UNA ALTERNATIVA PARA APLICACIONES DE ALTA PRECISION
A. Ferreyra, R. Fuentes1, E. Sacristán2
UAM-Azcapotzalco, Depto. de Electrónica: Av. San Pablo 180, Col Reynosa Tamaulipas,
Deleg. Azcapotzalco C.P. 02200, México D.F. Tel. 723 59 46. Email: fra@hp9000a1.uam.mx
RESUMEN
Las ventajas principales de los controladores con lógica difusa son su habilidad para capturar
estrategias cualitativas de control y para implementar 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. En el presente trabajo,
se muestran como un control de lógica difusa puede igualar y exceder el rendimiento de un
controlador PID estándar. Se desarrolló un controlador PID estándar y uno con lógica difusa,
para aplicaciones de control de temperatura de alta precisión (dentro de 0.1°C ); se
implementaron y compararon. Se presenta un análisis detallado de los resultados y se discuten
las ventajas y desventajas de cada diseño.
ABSTRACT
The primary advantages of fuzzy logic controllers are their ability to capture qualitative control
strategies and to implement highly flexible control behavior. Such controllers can easily adjust to
changing conditions that are sometimes impossible to predict, such as environmental changes
or physical wear. In this work it is shown that a fuzzy logic controller can match and exceed
standard PID controller performance. A standard PID and a fuzzy logic controller developed for
a high precision temperature control application (within 0.1°C) were implemented and
compared. A detailed analysis of the results is presented and advantaged and disadvantages of
each design are discussed.
1. INTRODUCCION
La lógica difusa es considerada como una técnica para fabricar decisiones. En muchas
aplicaciones de control de procesos, el algoritmo resultante esta gobernado por un número de
decisiones claves que están implícitas en el mismo. Cuando la experiencia o comprensión del
problema no es buena o no se tiene, optimizar el algoritmo es muy difícil. Esta es la razón por
la cual la lógica difusa es utilizada. Con lógica difusa, podemos dividir el problema dentro de un
número discreto de posibles decisiones para asociar las funciones de membresia con cada
entrada y salida. La exactitud de la salida depende de cómo sean definidas las funciones de
memorice y de que reglas sean implementadas. En este trabajo se describe el uso de la lógica
difusa para crear un control de temperatura útil para aplicaciones de alta precisión.
2. ANTECEDENTES
2.1 Control PID
2.1.1 Introducción: Las estructuras que se conocen en el área de control son muy variadas
[1], entre estas podemos encontrar las siguientes:
a) El control en serie o cascada, que consiste en colocar el regulador o compensador en
serie con los elementos de la cadena directa del servo.
b) El control en paralelo o por realimentación múltiple, que consiste en colocar el
regulador en bucle interno de realimentación. Su finalidad fundamental es la de eliminar
los efectos de las perturbaciones del sistema.
1
Centro de Instrumentos-UNAM, Apdo. Postal 70-186, Coyoacán, 04510, México D.F.
Tel. (525)622 86 08. Fax (525)622 86 17. Email:fuentesr@aleph.cinstrum.unam.mx
2
UAM-Iztapalapa Laboratorio de Instrumentación: Av. Michoacán y la Purísima s/n, Col Vicentina,
Deleg. Iztapalapa. C.P. 09340, México D.F. Tel. 724 46 30. Email:esr@xanum.uam.mx
2. c) El control por prealimentación o predictivo, que consiste en colocar el regulador de
modo que la acción correctora se adelante a los posibles errores en la salida. Este se
utiliza cuando existen perturbaciones o variaciones de la entrada.
La elección de la estructura de control más adecuada para cada caso concreto, depende de los
factores como la naturaleza de las señales actuantes, niveles de potencia, condiciones
económicas etc. En principio puede decirse que la compensación más sencilla es la tipo serie.
2.1.2 Acciones básicas de control. Se llama
θE θC θS "acción de control" del servo a la forma en que el
+
Regulador Proceso regulador del mismo genera la señal de control θC
θREF a partir de la señal de error θE; la figura 1
θR representa, pues, la relación existente entre
- Realimentación ambas señales.
-
Figura 1.- Diagrama a bloques de
un sistema de control Existen infinitas formas matemáticas de acción de
control, pero de todas ellas sólo unas pocas son
viables físicamente, en el sentido de poder ser materializadas en el regulador de modo simple.
De estas últimas, las más utilizadas en los sistemas de control existentes reciben el nombre de
"básicas". Son los controles resultantes de la combinación de los tipos elementales
proporcional, derivativa e integral [2].
En el control proporcional (P), la señal es proporcional a la señal de error :
θC = KP θE (1)
Donde a KP, se le llama ganancia del regulador. En este control el regulador se comporta como
un amplificador de ganancia ajustable. Aparentemente es un control eficaz pero su concepción
es muy pobre pues necesita la presencia del error para actuar. Es por lo tanto considerado
como un control "actual" en el sentido de que su acción depende del valor actual del error en
cada instante.
En el control derivado (D), la salida del regulador es proporcional a la derivada de la señal de
error: θC = Kd dθE / dt ⇒ θC = Kd sθE (2)
donde Kd es una constante ajustable. Como la derivada de una señal representa la tendencia
de la misma, el control D es un control de "futuro" en el sentido de que se anticipa al error. Su
concepción es pues, mejor que el control P, ya que trata de prever de antemano la variación
del error. Sin embargo no es directamente utilizable, por que cuando el error es constante o
máximo la acción de control es nula.
En el control integral (I), la salida del regulador es proporcional a la integral de la señal de error:
θC = Ki ∫0t θE dt ⇒ θC = (Ki/s) θE (3)
Donde Ki es una constante ajustable. Dada la interpretación de la integral como suma continua,
el control I es un control del "pasado"; cuando mayor es el error acumulado, mayor será la
acción de control. Tiene mejor concepción que el control P, pero no es directamente utilizable
porque cuando el error se anula, la acción de control permanece fija.
En general, el control P es el único utilizable directamente, pero de concepción pobre. Los
controles D e I interesan por su filosofía, pero no son utilizables directamente. Por lo tanto para
realizar acciones de control eficientes se tiene que realizar una combinación de ellos.
Por ejemplo si con el control P se obtiene un error estacionario no admisible, se puede reducir
o eliminar el mismo combinándolo con un control I para formar un control PI que pueda mejorar
la precisión sin alterar apenas la respuesta transitoria. Por otra parte si se realiza un control
PD, se aprovecha de la parte derivativa la anticipación que tiene esta al error, sin embargo si
no acontece error alguno se tiene la desventaja de la amplificación de señales de ruido que
pudieran producir saturación en el regulador. Por lo tanto el control derivativo no se debe
utilizar en acciones de control, porque este es efectivo durante periodos transitorios solamente.
3. Si los efectos de acción proporcional, integral y derivativo, se combinan; aprovechamos las
ventajas de estas tres acciones de control individual, generando con esto un tipo de control
bastante confiable como sería el control PID.
2.2 Control con Lógica difusa
FUZZIFICACION
Uno de los pasos principales para el diseño
Frío Fresco Caluroso Caliente
de controladores difusos, es la comprensión y
1
definición del sistema en términos de las
0.6 variables de entrada y salida. Una vez que las
0.2 variables son conocidas, pueden ser divididas
0 en funciones de membresia. Por ejemplo, si la
20 40 60 80 Tem entrada es la temperatura, entonces los
F valores lingüísticos usados pueden ser frío,
fresco, caluroso y caliente. Típicamente, son
utilizados de 3 a 5 valores, asegurando una
EVALUACION DE REGLAS distribución simétrica de los valores positivos
y negativos alrededor de la mediana. El
Por la regla 3: método de estudio de la relación
velocidad_ventilador es baja con entrada/salida, define las funciones de
valor de verdad 0.6 membresia y las reglas de control,
Por la regla 4: dependiendo del tipo de sistema a ser
Velocidad_ventilador es cero con modelado. En el desarrollo de un modelo, el
valor de verdad 0.2 acercamiento más sencillo es el estudio de
los sistemas controlados por humanos.
Debido a que el humano piensa en términos
de las funciones de memorice y usa variables
DEFUZZIFICACION lingüísticas espontáneamente, es más fácil
actualmente empezar por la interrogación de
Cero Baja Media Alta la gente que con un modelo matemático --
1 terminando así con el patrón de diseño de la
0.6 ingeniería practica—[3].
Vel_Ven
0.2 13.5 (RPM)
Después de que las reglas y las funciones de
0
10 30 40 memorice han sido definidas, el último paso
20
es probar el sistema para la salida apropiada.
Si falla la prueba, el control tiene que ser
Figura 2. Proceso de inferencia difuso ajustado a través del ajuste fino de los pará-
metros del controlador como son: El universo de discurso de las variables, los valores de pico
de las funciones de membresia, las reglas y él traslape de los conjuntos difusos [4]; el orden
de ajuste de cada uno de estos parámetros depende de la experiencia del diseñador.
Un controlador difuso trabaja de manera similar a un sistema convencional: acepta un valor de
entrada, realiza algunos cálculos, y genera un valor de salida. Este proceso es llamado proceso
de inferencia difuso y emplea los tres pasos ilustrados en la figura 2:
a) Fuzzificación, en donde una entrada real es trasladada a un valor difuso.
b) Evaluación de reglas, en donde los valores de verdad de salida difusos son calculados, y
c) Defuzzificación, en donde el valor de salida difuso es trasladado a un valor de salida real.
Por ejemplo durante el paso de fuzzificación un valor de temperatura de 78 °F de entrada, es
trasladado a un valor de verdad difuso. Esta temperatura es fuzzificada dentro del conjunto
difuso Caluroso con un valor de verdad de 0.6 (60%) y en el conjunto difuso Caliente con un
valor de verdad de 0.2 (20%) (figura 2).
Durante el paso de la evaluación de reglas el conjunto de reglas es evaluado y algunas de
estas pueden ser activadas. Para 78°F solo 2 de 4 reglas son disparadas. Específicamente,
usando la regla 3, la velocidad del ventilador puede ser Baja con un grado de verdad de 0.6.
Similarmente utilizando la regla 4 la velocidad del ventilador pude ser Cero con un grado de
verdad de 0.2.
4. Durante el paso de Defuzzificación las etiquetas de 60% Bajo y 20% Cero son combinadas
usando un método de cálculo llamado Centroide de gravedad para producir de esta manera el
valor de salida real de 13.5 RPM para la velocidad del ventilador. Existen diferentes métodos
de defuzzificación sin embargo no todos son adecuados para la implementación de
controladores; se recomienda la utilización del método conocido como PRODUCTO-SUMA-
GRAVEDAD o una extensión de este como lo es el METODO DE RAZONAMIENTO DIFUSO
SIMPLIFICADO [5].
3. CONTROL DE TEMPERATURA
3.1 Descripción de la aplicación3. La aplicación del control de temperatura consiste en
mantener un bloque de cobre a temperatura constante. El control regula la potencia del
radiador de calor de acuerdo a la temperatura de referencia. En esta aplicación se explotan las
características de disipación que tienen los transistores de potencia para emplearlos como
radiadores de calor.
3.2 Recursos de hardware. Para realizar el control de temperatura se utilizaron los siguientes
recursos:
a) Un bloque de cobre (13.59 cm de largo, 3.81 cm de ancho y 2.34 cm de altura).
b) Un transistor de potencia para calentar el bloque (TIP36).
c) Un sensor de temperatura (LM35).
d) Tarjeta de adquisición A/D de 12 bits.
e) Un control PID estándar implementado con amplificadores operacionales.
f) Un control P difuso implementado en un microcontrolador PIC.
3.3. Control PID estándar. Es un control normal, implementado con amplificadores
operacionales (ver foto 1).
.
Foto 1 Foto 2
3.4. Control difuso. El control difuso es implementado básicamente en un microcontrolador
PIC. Se utiliza una tarjeta de monitoreo que cuenta con una unidad de despliegue, un conjunto
de leds indicadores y un teclado (ver foto 2). El PIC controla vía una modulación de Ancho de
pulso (PWM), el cual es utilizado para activar y desactivar el circuito encargado del
calentamiento del bloque.
θERROR 3.4.1 Definición de las variables del
Radiador sistema. El sistema de control difuso
Temperatura de
Control de toma en cuenta como entradas la
de Potencia
referencia Temperatura diferencia entre la temperatura de
PWM referencia (TREF) y la temperatura actual
(TREF )
Temperatura del del bloque, generando con esto una
radiador (TRAD) señal de error que se introduce al
controlador, el cual genera la señal de
Figura 3.-Diagrama de aplicación. control que permite regular la potencia
θERROR = TREF - TRAD de un radiador de calor montado en el
bloque (figura 3).
3
Cabe aclarar que en esta aplicación nos referiremos a la diferencia de temperaturas, nunca a la
temperatura absoluta
5. Como la TREF es siempre la misma, consideramos
que la diferencia entre la temperatura de referencia
y la temperatura actual es la entrada al sistema. El
error de temperatura y la amplitud del pulso son
llamadas las variables lingüísticas del sistema
(figura4).
Ya que tenemos definidas las variables lingüísticas,
Figura 4. Sistema de control definimos el conjunto de términos que representan
cada variable lingüística:
g El conjunto de términos para la variable
lingüística Error_Temp son:
Tabla 1
Valor Valor Valor Valor
mínimo Típico máximo
Neg_Gran -25 -14.4 -2.4
Neg_Peq -5 -2.4 0
Cero -0.4 0 0.4
Pos_Peq 0 2.4 5
Figura 5. Variable de entrada Pos_Gran 2.4 14.4 25
g El conjunto de términos para la variable
lingüística Amp_Pulso son:
Tabla 2
Valor Valor Valor Valor
mínimo típico máximo
Cero 0 0 20
Pequeño 10 35 60
Mediano 35 60 85
Grande 60 100 100
Figura 6. Variable de salida
Todos estos términos son representados por
formas lineales (triángulos) llamados Funciones de
Membresia (Figuras 5 y 6).
3.4.2 Algoritmo del sistema. Una ves que se tiene
definidas las variables lingüísticas podemos
describir las reglas del sistema (ver figura 7). Se
pude observar en la figura 7 que la variable
Error_Temp tiene dos reglas para el conjunto difuso
Pos_peq; la razón es que una Amp_Pulso pequeña
no es suficiente para alcanzar la temperatura de
referencia.
Figura 7. Algoritmo del sistema
3.5 Parámetros utilizados en los controladores.
a) Temperatura ambiente 29 °C.
b) Temperatura de referencia 48°C.
c) Disipación de calor libre (no forzada).
6. 4. RESULTADOS.
Los resultados obtenidos de los experimentos realizados se muestran en la gráfica 1 para el
control PID y en la gráfica 2 para el control difuso.
Realizando algunos cálculos estadísticos se obtuvieron los resultados que se muestran en la
siguiente tabla:
Parámetro Control PID Control difuso Unidades
Tiempo de muestreo 3600 3600 seg
Frecuencia de muestreo 100 100 mseg
Numero total de datos 36000 36000
Datos graficados (promedios) 7200 7200
Temperatura Inicial ( ambiente ) 28.5 28.5 °C
Temperatura de referencia 48 48 °C
Tiempo aproximado de estabilización 35 9 min
Error promedio +/- 0.18 +/- 0.08 °C
5. C0NCLUSIONES
En este articulo se realizó una comparación que demuestra que un controlador Proporcional
implementado en lógica difusa excede por mucho las características (en cuanto a tiempo de
respuesta, precisión y estabilidad) de un control PID estándar. Sin embargo en aplicaciones
que requieren una muy alta precisión, cabe aclarar que entre mayor precisión se requiera del
control difuso, se hace más difícil el ajuste de éste. Además una de las cosas importantes que
hay que mencionar es que aún cuando se realice el ajuste del control difuso a través de la
calibración de: los valores de pico de las funciones de membresia, de las reglas y sobre todo
del ajuste del traslape entre las funciones de membresia (triángulos); si estos ajustes no se
realizan en conjunto con el sistema a controlar, el control no adquiere la precisión necesaria ya
que se esta ignorando por completo la dinámica propia del sistema a controlar. Esto es de
suma importancia ya que en aplicaciones de este tipo, los parámetros del control difuso tienen
que ser calibrados en conjunto con el sistema para poder capturar en la estrategia de control la
dinámica del sistema.
En cuanto al control PID podemos decir que presenta una buena precisión cuando es bien
ajustado. Debido a su sencillez y facilidad de implementación, sigue siendo una buena
alternativa en aplicaciones donde no sea tan critico el tiempo de respuesta; en aplicaciones de
una precisión mayor, tiene problemas en el tiempo de respuesta y en estabilidad.
6. REFERENCIAS
[1] Albertos. P, Apuntes de Regulación Automática, Publicaciones E.T.S.I.I. Madrid.
[2] Andrés. E, "Regulación Automática I y II, Publicaciones E.T.S.I.I. Madrid.
[3] Andrés. F, " Controladores de Sentido Común", UNAM. (1994).
[4] Li Zheng, A PRACTICAL GUIDE TO TUNE OF Proportional and Integral (PI) LIKE FUZZY
CONTROLLERS, YAMATAKE-HONEYWELL CO.. , I.E.E.E. Int. Coference on fuzzy system,
pp 633-640, March 1992, San Diego, California.
[5] M. Mizumoto, "REALIZATION OF PID CONTROLS BY FUZZY CONTROL METHODS". ,
I.E.E.E. Int. Conference on fuzzy system, pp 709-715, March 1992, San Diego, California.