Evaluación de rendimiento de controladores proporcionales-integrales-derivativos fraccionarios ajustados por algoritmos heurísticos para tanques interconectados no lineales
Autores: Pazmiño, Raúl; Pavon, Wilson; Armstrong, Matthew; Simani, Silvio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Evaluación de rendimiento de controladores proporcionales-integrales-derivativos fraccionarios ajustados por algoritmos heurísticos para tanques interconectados no lineales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Análisis
Estrategias
Controladores FOPID
Algoritmos
Rendimiento
Sistemas no lineales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un análisis detallado de tres estrategias avanzadas para ajustar controladores PID fraccionarios (FOPID) para un sistema no lineal de tanques interconectados, simulado utilizando MATLAB. El estudio se centra en evaluar las características de rendimiento de las respuestas del sistema controladas por controladores FOPID ajustados a través de tres algoritmos heurísticos: Optimización de Colonias de Hormigas (ACO), Optimizador de Lobos Grises (GWO) y Algoritmo de Polinización de Flores (FPA). Cada algoritmo tiene como objetivo minimizar su respectiva función de costo utilizando diversos métricas de rendimiento. El modelo no lineal se linealizó alrededor de un punto de equilibrio utilizando la expansión de la serie de Taylor y las transformadas de Laplace para facilitar el control. El algoritmo FPA tuvo un mejor desempeño con el valor más bajo de criterio de Error Cuadrático Integral (ISE) y una convergencia más rápida en valores constantes y órdenes fraccionarias. Esta evaluación exhaustiva subraya la importancia de seleccionar la estrategia de ajuste y el índice de rendimiento apropiados, demostrando que el FPA proporciona el ajuste más eficiente y robusto para los controladores FOPID en sistemas no lineales. Los resultados resaltan la eficacia de los algoritmos metaheurísticos en la optimización de sistemas de control complejos, proporcionando ideas valiosas para investigaciones futuras y aplicaciones prácticas, contribuyendo así al avance de la ingeniería de sistemas de control.
Descripción
Este artículo presenta un análisis detallado de tres estrategias avanzadas para ajustar controladores PID fraccionarios (FOPID) para un sistema no lineal de tanques interconectados, simulado utilizando MATLAB. El estudio se centra en evaluar las características de rendimiento de las respuestas del sistema controladas por controladores FOPID ajustados a través de tres algoritmos heurísticos: Optimización de Colonias de Hormigas (ACO), Optimizador de Lobos Grises (GWO) y Algoritmo de Polinización de Flores (FPA). Cada algoritmo tiene como objetivo minimizar su respectiva función de costo utilizando diversos métricas de rendimiento. El modelo no lineal se linealizó alrededor de un punto de equilibrio utilizando la expansión de la serie de Taylor y las transformadas de Laplace para facilitar el control. El algoritmo FPA tuvo un mejor desempeño con el valor más bajo de criterio de Error Cuadrático Integral (ISE) y una convergencia más rápida en valores constantes y órdenes fraccionarias. Esta evaluación exhaustiva subraya la importancia de seleccionar la estrategia de ajuste y el índice de rendimiento apropiados, demostrando que el FPA proporciona el ajuste más eficiente y robusto para los controladores FOPID en sistemas no lineales. Los resultados resaltan la eficacia de los algoritmos metaheurísticos en la optimización de sistemas de control complejos, proporcionando ideas valiosas para investigaciones futuras y aplicaciones prácticas, contribuyendo así al avance de la ingeniería de sistemas de control.