Controlador Digital de Procesos Basados en Redes de Petri

Abstract

En el presente trabajo se presenta la metodología para implementar controladores PID y difusos digitales, así como un nuevo controlador que se basa al igual que los controladores difusos en reglas del tipo if then, este nuevo controlador se puede utilizar en procesos no lineales y variantes en el tiempo. Otra de las características del controlador desarrollado es que no es necesario sintonizar ni requiere de un modelo matemático, lo cual facilita su implantación en cualquier proceso. El controlador mediante Redes de Petri realiza un cálculo aproximado del tiempo muerto del proceso a controlar en el primer cambio de referencia, y además en cada cambio de referencia calcula su ganancia, con estas acciones se logra controlar procesos variantes en el tiempo sin necesidad de mover parámetros en el controlador. Para comprobar el buen desempeño del controlador desarrollado se presentan resultados obtenidos en cambios de referencia en un proceso no lineal simulado, el cual es el llenado automático de un tanque de agua cónico, así como cuatro procesos lineales de primer orden simulados. Se utiliza además un proceso real el cual es el control de temperatura. Se realiza una comparativa del desempeño de cada controlador en cada proceso, demostrando que el controlador desarrollado tiene un mejor desempeño que los controladores PID y difusos cuando existen cambios en los parámetros del proceso a controlar. En el proceso de control de temperatura se muestra el desempeño de los tres controladores en 2 velocidades del motor, sintonizando los controladores PID y difuso en la primera velocidad. En el llenado automático de nivel de agua de un tanque cónico simulado se presenta el desempeño de los controladores en distintos niveles del tanque, mostrando claramente que el proceso se vuelve más lento en niveles más altos. Adicionalmente se muestran las ecuaciones necesarias para simular procesos lineales de primer orden con tiempo muerto y un proceso no lineal, los cuales se utilizan para la demostración del desempeño de los controladores. Finalmente se presentan conclusiones de los resultados obtenidos en las pruebas realizadas así como trabajos futuros que se pudieran realizar siguiendo la misma línea de investigación.