Diseño de controlador PID fraccional para un sistema de levitación magnética
Autores: Bauer, Waldemar; Baranowski, Jerzy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Diseño de controlador PID fraccional para un sistema de levitación magnética
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Métodos
Derivada fraccionaria
Controladores
Aproximación
Estabilidad
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, no existen métodos formalizados para ajustar controladores de orden no entero. Esto se debe al hecho de que la implementación de estos sistemas requiere el uso de una aproximación de los términos de orden no entero. El método de aproximación de Oustaloup de la derivada fraccional es intuitivo y ampliamente adoptado en el diseño de controladores PID de orden fraccional. Requiere consideraciones especiales para implementaciones en tiempo real, ya que es propenso a inestabilidades numéricas. En este documento, para el diseño y ajuste de reguladores fraccionales, proponemos dos métodos. El primero se basa en el criterio de estabilidad de Nyquist y márgenes de estabilidad. El segundo se basa en la optimización paramétrica a través de un Recocido Simulado de múltiples indicadores de rendimiento. Ilustramos nuestros métodos con un estudio de caso del controlador PID para el Sistema de Levitación Magnética. Demostramos la eficiencia de nuestros métodos con simulaciones y verificación experimental tanto en operación nominal como perturbada.
Descripción
Actualmente, no existen métodos formalizados para ajustar controladores de orden no entero. Esto se debe al hecho de que la implementación de estos sistemas requiere el uso de una aproximación de los términos de orden no entero. El método de aproximación de Oustaloup de la derivada fraccional es intuitivo y ampliamente adoptado en el diseño de controladores PID de orden fraccional. Requiere consideraciones especiales para implementaciones en tiempo real, ya que es propenso a inestabilidades numéricas. En este documento, para el diseño y ajuste de reguladores fraccionales, proponemos dos métodos. El primero se basa en el criterio de estabilidad de Nyquist y márgenes de estabilidad. El segundo se basa en la optimización paramétrica a través de un Recocido Simulado de múltiples indicadores de rendimiento. Ilustramos nuestros métodos con un estudio de caso del controlador PID para el Sistema de Levitación Magnética. Demostramos la eficiencia de nuestros métodos con simulaciones y verificación experimental tanto en operación nominal como perturbada.