Análisis Comparativo: Controladores PID Fraccionarios vs. Controladores PID para Brazo Robótico Usando Optimización por Algoritmo Genético
Autores: Eltayeb, Ahmed; Ahmed, Gamil; Imran, Imil Hamda; Alyazidi, Nezar M.; Abubaker, Ahmed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis Comparativo: Controladores PID Fraccionarios vs. Controladores PID para Brazo Robótico Usando Optimización por Algoritmo Genético
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Automatización industrial
Palabras clave
Papel
Controlador proporcional-integral-derivativo de orden fraccionario
FO-PID
Controlador
Controlador proporcional-integral-derivativo estándar
PID
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un análisis comparativo de un controlador proporcional-integral-derivativo de orden fraccionario (FO-PID) frente al controlador proporcional-integral-derivativo estándar (PID), aplicado a sistemas de manipuladores robóticos no lineales. Se implementó el método de optimización del algoritmo genético (GA) para ajustar los parámetros de ganancia de los controladores FO-PID y PID. El rendimiento de los controladores FO-PID y PID se evaluó a través de diferentes funciones de costo, incluyendo el integral del error cuadrático (ISE), el integral del error absoluto (IAE), el integral del error absoluto ponderado por el tiempo (ITAE) y el integral del error cuadrático ponderado por el tiempo (ITSE). El rendimiento de estos controladores se examinó mediante simulaciones extensas utilizando MATLAB/SIMULINK para diferentes escenarios operativos del sistema de manipulador robótico. Con base en los resultados obtenidos, se propone una matriz de rendimiento comparativo, en la cual las funciones de costo ISE, IAE, ITAE e ITSE se representan como columnas, mientras que los parámetros característicos (sobreimpulso, tiempo de subida y tiempo de asentamiento) se representan como filas. La matriz de rendimiento propuesta facilita la selección entre los controladores PID y FO-PID.
Descripción
Este documento presenta un análisis comparativo de un controlador proporcional-integral-derivativo de orden fraccionario (FO-PID) frente al controlador proporcional-integral-derivativo estándar (PID), aplicado a sistemas de manipuladores robóticos no lineales. Se implementó el método de optimización del algoritmo genético (GA) para ajustar los parámetros de ganancia de los controladores FO-PID y PID. El rendimiento de los controladores FO-PID y PID se evaluó a través de diferentes funciones de costo, incluyendo el integral del error cuadrático (ISE), el integral del error absoluto (IAE), el integral del error absoluto ponderado por el tiempo (ITAE) y el integral del error cuadrático ponderado por el tiempo (ITSE). El rendimiento de estos controladores se examinó mediante simulaciones extensas utilizando MATLAB/SIMULINK para diferentes escenarios operativos del sistema de manipulador robótico. Con base en los resultados obtenidos, se propone una matriz de rendimiento comparativo, en la cual las funciones de costo ISE, IAE, ITAE e ITSE se representan como columnas, mientras que los parámetros característicos (sobreimpulso, tiempo de subida y tiempo de asentamiento) se representan como filas. La matriz de rendimiento propuesta facilita la selección entre los controladores PID y FO-PID.