Sintonización óptima asistida por computadora de controladores PI para sistemas no lineales con restricciones de amplitud en el actuador Computer-assisted optimal tuning of PI controllers for nonlinear systems with amplitude constraints on the actuator

Resumen

A nivel industrial existe una amplia diversidad de reglas para sintonizar los parámetros de un controlador PI para un sistema lineal. No ocurre así en el caso de sistemas no lineales o cuando se consideran adicionalmente restricciones de amplitud en los actuadores del sistema de control. Este trabajo propone un diseño asistido por computadora basado en Matlab para sintonizar de manera óptima los parámetros de un controlador PI a través de la minimización de un índice de desempeño que depende de una función del tiempo del error de seguimiento para un sistema no lineal que se encuentra sujeto a restricciones de amplitud en el actuador. El algoritmo de diseño se aplica a un sistema de tanques acoplados que tiene una restricción de amplitud de voltaje en la bomba de llenado.

In the industry there are a wide variety of rules to tune the parameters of a PI controller for a linear system. This does not occur in the case of nonlinear systems or when amplitude restrictions on the actuators of the control system are additionally considered. This work proposes a computer-aided design based on Matlab to optimally tune the parameters of a PI controller through the minimization of a performance index that depends on a function of time of the tracking error for a nonlinear system that is subject to amplitude constraints in the actuator. The design algorithm is applied to a coupled tank system that has a voltage amplitude constraint on the filling pump.