Title: | Diseño e implementación de un controlador PID de ganancia programada usando técnicas de inteligencia artificial |
Authors: | Criollo Gordillo, Michael Alexander |
metadata.dc.contributor.advisor: | Minchala Ávila, Luis Ismael |
metadata.dc.description.uri: | 0000-0003-0822-0705 |
metadata.dc.subject.other: | Inteligencia artificial |
Keywords: | Electrónica Simuladores Programación |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: | 33 Ciencias Tecnológicas |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: | 3307.03 Diseño de Circuitos |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: | 3307 Tecnología Electrónica |
Issue Date: | 7-Mar-2023 |
metadata.dc.ucuenca.embargoend: | 31-Dec-2024 |
metadata.dc.format.extent: | 172 páginas |
Publisher: | Universidad de Cuenca |
metadata.dc.description.city: | Cuenca |
Series/Report no.: | TET;130 |
metadata.dc.type: | bachelorThesis |
Abstract: | This paper analyzes three new control strategies that improve system response and its com-
parison with classic PID control. The efficiency of the PID controller depends only on its gains
Kp, Ki and Kd. Therefore, the strategies improve the control process by finding the optimal
gains through the programed algorithm. The programmed gain control algorithms are based
on artificial intelligence techniques such as fuzzy logic, the simulated annealing algorithm and
the A* search method, resulting in the FGS-PID, SA-PID and A*-PID controllers. The control
algorithms are tested in MATLAB and adapted on the STM32 core-144 embedded system,
with the objective of controlling the water level of a multitank system. For this purpose, different
performance tests are carried out in simulations and on the real system where the response
of the plant to reference changes is evaluated. In addition, the settling time and percentage
of overshoot are used as performance indexes. Also, the operation of the control system is
tested by introducing possible failures in the plant, such as through leaks in the tanks caused
by a hole in the bottom. Finally, the results show the effectiveness of the algorithms in reducing
the settling time and overshoot in the response of the multitank system, furthermore, adding
some tolerance to failures in the system. The aforementioned results allow the tracking of the
reference in the presence of faults, which is not achieved with the classical PID control system. |
Description: | En este trabajo se analizan tres estrategias nuevas de control que mejoran la respuesta del
sistema y se comparan con el control PID clásico. La eficiencia del controlador PID depende
únicamente de sus ganancias Kp, Ki y Kd. Por ello, las estrategias mejoran el proceso de
control al encontrar las ganancias óptimas de manera programada. Estos algoritmos se basan
en técnicas de inteligencia artificial como la lógica difusa, recocido simulado y el método de
búsqueda A*, dando lugar a los controladores FGS-PID, SA-PID y A*-PID. Los algoritmos de
control son probados en MATLAB y adaptados para su correcto funcionamiento sobre el sis-
tema embebido STM32 núcleo-144 para controlar el nivel de agua de un sistema multitanque.
Para ello, se realizan distintas pruebas de funcionamiento en simulaciones y sobre el sistema
real, donde se evalúa la respuesta de la planta ante cambios de referencia, utilizando como
índice de desempeño el tiempo de estabilización y porcentaje de sobreimpulso. Asimismo, se
comprueba la operación del sistema de control, introduciendo posibles fallas en la planta a tra-
vés de fugas en los tanques provocados por un agujero en el fondo. Finalmente, los resultados
muestran la efectividad de los algoritmos al reducir el tiempo de estabilización y sobreimpulso
en la respuesta del sistema multitanque, además de agregar cierta tolerancia a fallas en el
sistema. Lo anterior permite el seguimiento de la referencia en presencia de fallas, lo cual no
se consigue con el sistema de control PID clásico. |
metadata.dc.description.degree: | Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones |
URI: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/41371 |
Appears in Collections: | Tesis de Pregrado
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