Diseño de un sistema de control inteligente para el banco de presión del laboratorio de automatización.

Abstract

El presente trabajo de Integración Curricular abarca el diseño de un sistema de control inteligente para el banco de medición y control de presión ubicado en el laboratorio de automatización industrial de la facultad de Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables. Como primer punto del trabajo se realiza la búsqueda y revisión bibliográfica, correspondiente a los temas de Identificación experimental de sistemas dinámicos, sistema de control inteligente difuso, manual de uso del banco de presión, herramientas de MATLAB® en diseño y simulación de sistemas de control. Posteriormente, se realiza el procedimiento de identificación experimental de sistemas para obtener un modelo matemático que represente adecuadamente la dinámica del sistema. Se busca un modelo con un porcentaje de ajuste >80%. Para ello, se establece la comunicación entre el banco y el ordenador mediante un cable Ethernet para la adquisición y control de datos. Después, se utilizan módulos FieldPoint 2010 para la adquisición y control de señales en tiempo real en aplicaciones de control como es el software LabVIEW 2011, por ende, se realizan ensayos bajo mismas condiciones por igual. Luego se utiliza el software MATLAB® para llevar a cabo la identificación experimental de sistemas mediante System Identification, utilizando los datos obtenidos para crear varios modelos del sistema y por medio del método de Zeros and Poles y el porcentaje de ajuste se escoge el que mejor represente la planta. Para el proceso de diseño del controlador Difuso se realiza por medio de herramientas como Fuzzy Logic Toolbox y Simulink de MATLAB®, se crea el sistema de control de la planta el que va a representar el modelo matemático, en el controlador se toma en cuenta variables de entrada y salida, realizando una base de reglas difusas que relacionen las variables, así mismo se lo añade al sistema de control realizado para efectuar la simulación. Se realizan pruebas de perturbación, sonido y variaciones en el setpoint en la simulación para la evidenciar el comportamiento y desempeño que va a ejercer el controlador difuso. Finalmente se realiza una comparación mediante simulación del desempeño del controlador difuso frente a controladores convencionales, las simulaciones muestran las curvas, saltos, tiempos de estabilización a fin de verificar el controlador óptimo que ejerce su trabajo mejor.

Palabras clave: Banco de Presión, Sistema de Control Inteligente Difuso, Herramientas de MATLAB®, identificación de sistemas, modelo matemático.