Un novedoso conjunto de herramientas para el diseño automático de controladores PI de orden fraccional basado en la identificación automática del sistema a partir de datos de respuesta al escalón
Autores: Muresan, Cristina I.; Bunescu, Iulia; Birs, Isabela; De Keyser, Robin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un novedoso conjunto de herramientas para el diseño automático de controladores PI de orden fraccional basado en la identificación automática del sistema a partir de datos de respuesta al escalón
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Caja de herramientas de control automático
Controladores de orden fraccionario
Datos experimentales de paso
Algoritmo de identificación de sistemas integrados
Sistema de segundo orden más retraso
Especificaciones de rendimiento en el dominio de frecuencia impuestas por el usuario
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento describe una nueva caja de herramientas de control automático, diseñada para practicantes no experimentados. Los controladores de orden fraccional (FO) se ajustan fácilmente con el propósito principal de una implementación práctica sencilla. Se requieren datos experimentales de paso para el ajuste automático del controlador FO. Un algoritmo de identificación de sistema incrustado utiliza los datos de paso para obtener un modelo de proceso como un sistema de segundo orden más tiempo muerto (SOPDT). Finalmente, el controlador FO se calcula en función del modelo SOPDT previamente estimado para cumplir con un conjunto de especificaciones de rendimiento en el dominio de la frecuencia impuestas por el usuario: margen de fase, frecuencia de cruce de ganancia y maximización de margen de ganancia. Se han utilizado datos experimentales de respuesta al paso de una unidad de despegue y aterrizaje vertical fuertemente no lineal para diseñar un controlador FO utilizando la caja de herramientas. Los resultados experimentales en lazo cerrado validan la caja de herramientas propuesta. El resultado final es un ajuste de controlador de orden fraccional automático y fácil de usar con infinitas posibilidades de aplicabilidad en el mundo real.
Descripción
Este documento describe una nueva caja de herramientas de control automático, diseñada para practicantes no experimentados. Los controladores de orden fraccional (FO) se ajustan fácilmente con el propósito principal de una implementación práctica sencilla. Se requieren datos experimentales de paso para el ajuste automático del controlador FO. Un algoritmo de identificación de sistema incrustado utiliza los datos de paso para obtener un modelo de proceso como un sistema de segundo orden más tiempo muerto (SOPDT). Finalmente, el controlador FO se calcula en función del modelo SOPDT previamente estimado para cumplir con un conjunto de especificaciones de rendimiento en el dominio de la frecuencia impuestas por el usuario: margen de fase, frecuencia de cruce de ganancia y maximización de margen de ganancia. Se han utilizado datos experimentales de respuesta al paso de una unidad de despegue y aterrizaje vertical fuertemente no lineal para diseñar un controlador FO utilizando la caja de herramientas. Los resultados experimentales en lazo cerrado validan la caja de herramientas propuesta. El resultado final es un ajuste de controlador de orden fraccional automático y fácil de usar con infinitas posibilidades de aplicabilidad en el mundo real.