Resumen

Una estructura de dos grados de libertad permite unificar el diseño del controlador tanto para perturbaciones en la carga como para cambios en la referencia. En el diseño de un controlador proporcional integral derivativo de dos grados de libertad (PI-2DoF) es necesario introducir condiciones de robustez. El presente trabajo propone una regla de sintonía que permite obtener el nivel de robustez en un intervalo continuo con un error no mayor que “± 0,06” del valor deseado, superando la dificultad de los márgenes de robustez discretos. Las reglas se obtuvieron mediante un ajuste de curvas de los parámetros óptimos del controlador, obtenidos a partir de la aplicación del algoritmo de optimización evolución diferencial sobre un conjunto de plantas de prueba representativa de procesos industriales. Se utilizan las reglas de ajuste para el control PI-2DoF para establecer la comparación con las reglas existentes en la literatura.

INTRODUCCIÓN

Un controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) es uno de los métodos de control más frecuentes y precisos dentro de la regulación automática. Su gran aceptación se debe, entre otras características, a su sencillez, ya que son solo tres parámetros a sintonizar, y a la efectividad de sus acciones de control [1-3].

El desarrollo de reglas de sintonía para controladores PID surge en gran medida por la necesidad de contar con métodos de ajuste que relacionen los parámetros del controlador con los parámetros del modelo del proceso en una forma directa y sencilla para ser empleadas por personas con pocos conocimientos sobre control [2].

Desde los primeros trabajos sobre control PID es una tradición tener dos reglas de sintonía, una para buena respuesta a cambios en el punto de consigna y otra para atenuación eficiente de las perturbaciones en la carga [4-5]. Esta dificultad puede ser resuelta si se utiliza el PID con estructura de dos grados de libertad.

La robustez no fue considerada durante mucho tiempo como un requisito a tener en cuenta en el diseño de un sistema de control y no es hasta la formulación realizada por Zames [6], del tratamiento de la incertidumbre mediante la norma infinito, que el control robusto entra de lleno en la teoría de control y da lugar a una doctrina, que actualmente está completamente desarrollada y madura, conocida como el control norma H∞.

Las reglas de sintonía para controladores robustos propuestas hasta ahora en la literatura se han desarrollado para valores de márgenes de robustez específicos, y en los casos de aquellas reglas que proponen más de un nivel de robustez estos solo pueden tomar ciertos valores, a partir de mantener la misma estructura de la regla y variar sus coeficientes según la robustez deseada, lo que es una restricción no necesaria pues es posible generalizar este procedimiento y obtener reglas que integren todos los niveles, sin necesidad del trabajo con tablas.

• Materias:Algoritmo de reconocimiento Evolución Procesos industriales
• Subjects:Recognition algorithm Evolution Industrial processes
• Palabras claves:Control PI-2DoF, robustez, reglas de sintonía, evolución diferencial.
• Keywords:Controller PI-2DoF, robustness, rules of tuning, differential evolution