Controlador difuso mejorado para estrategias de control en cascada y por acción anticipada An improved fuzzy logic controller for cascade and feedforward control strategies

Resumen

La mayoría de los procesos industriales involucran retrasos y no linealidades. Los sistemas de control convencionales basados en modelos matemáticos no proporcionan respuestas satisfactorias en muchos casos. Los sistemas de control basados en lógica difusa han demostrado ser una opción apropiada para hacer frente a la complejidad de los procesos reales. Este trabajo tiene como objetivo mejorar el rendimiento del controlador difuso FCIV (Controlador Difuso con Variable Intermedio) desarrollado por García (2006), el cual presenta un excelente rendimiento para la estrategia de control en cascada, pero ineficiente cuando se enfrenta a otros tipos de perturbación. Aquí se obtuvo una función de transferencia que relaciona el valor deseado de la variable intermedia (set point intermedio) y un cambio en una perturbación dada. El valor del set point intermedio obtenido de esta manera, maneja adecuadamente la variable intermedia para hacer frente a la perturbación. Los resultados muestran cómo el FCIV modificado supera las actuaciones de controladores PID sobre las estrategias convencionales: en cascada y control anticipativo, incluso el FCIV inicialmente diseñado por García en 2006.

Palabras Claves: Lógica difusa, control de procesos, control en cascada, control por acción anticipada.

Abstract

Most of Industrial processes involve time delays and nonlinearities. The conventional control systems based on mathematical models do not provide satisfactory responses in a lot of cases. Control systems based on fuzzy logic have shown to be an appropriate choice to deal with the complexity of the real processes. This work aims to improve the performance of fuzzy controller FCIV (Fuzzy Controller with Intermediate Variable) developed by Garcia (2006) which presented an excellent performance for cascade control strategy, but inefficient when facing other kind of disturbances. Here a transfer function that relates the set point from the intermediate variable and a given disturbance change was obtained. The intermediate set point value obtained from this way, properly handles the intermediate variable to face the disturbance. Results show how the modified FCIV overcomes the PIDs performances on conventional control strategies: cascade and feedforward control, even the FCIV initially designed by Garcia in 2006.

Keywords: Fuzzy logic, process control, cascade control, feedforward control