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Identificación óptima y control PID metaheurístico de un sistema de dos tanques

Autores: Stefanoiu, Dan; Culita, Janetta

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Identificación óptima y control PID metaheurístico de un sistema de dos tanques


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Papel
óptimo
Control basado en PID
Instalación de dos tanques
ASTANK2
Configuraciones de controlador PID
Estándar
No estándar
Parámetros de ajuste
Enfoque de búsqueda
Metaheurísticas
Algoritmo de escalada de colinas
Algoritmo de Luciérnaga
Análisis comparativo
Rendimiento
Robustez
Resultados de simulación
Ruido estocástico exógeno
Seguimiento de error limitado
Seguimiento de consigna
Sobrepaso
Tiempo de establecimiento
Incertidumbres del modelo
Referencias tipo escalera

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 76

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el contexto moderno de optimización, este documento presenta una estrategia de control PID óptima para una instalación de dos tanques, denominada ASTANK2. El modelo del proceso fue identificado utilizando datos medidos en bruto y suavizados con spline, respectivamente. Se consideraron dos configuraciones de controlador PID, una estándar (regular) (PID-R) y una no estándar (PID-N), para cada tipo de modelo, lo que resultó en cuatro reguladores. Los parámetros óptimos de ajuste de cada regulador se obtuvieron mediante un enfoque de búsqueda que se basa en una combinación de dos metaheurísticas. En primer lugar, se empleó una versión mejorada del algoritmo de escalada de la colina para explorar exhaustivamente el espacio de búsqueda, con el objetivo de encontrar parámetros de ajuste bastante precisos. En segundo lugar, se propuso una versión mejorada del Algoritmo de Luciérnagas para refinar intensivamente la búsqueda alrededor de los parámetros óptimos encontrados previamente. Se realizó un análisis comparativo entre los cuatro controladores en términos de rendimiento y robustez. Los resultados de la simulación mostraron que todos los controladores óptimos tuvieron un buen rendimiento en presencia de ruido estocástico exógeno (seguimiento de error acotado, seguimiento de punto de consigna, reducción de sobrepaso, tiempo de asentamiento corto). El análisis de robustez es extenso e ilustra que los controladores PID-R son más robustos ante incertidumbres del modelo, mientras que los controladores PID-N son más robustos para el seguimiento de referencias tipo escalera.

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