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En la actualidad los sistemas de control en lazo cerrado mayormente empleados para aplicaciones industriales son los PID, dado que presentan grandes ventajas al ser comparados con otros sistemas de control; la sencillez de diseño y el bajo coste de implementación son ejemplos de dichas ventajas. De sintonizarse correctamente, el controlador logra aumentar la estabilidad, la rapidez y la exactitud en la respuesta. Este proceso de sintonización presenta desafíos específicos relacionados al desconocimiento de diversos factores (los cuales se plantean en la sección 1) y el poco personal apropiadamente capacitado en la implementación ocasionando un mal uso de la técnica. Lo anterior produce una mala sintonización de los parámetros, realizada mediante procesos de prueba - error o empleando técnicas de empíricas como Ziegler Nichols. Teniendo en cuenta la problemática anterior, diversas empresas han enfocado una gran cantidad de esfuerzos que buscan facilitar el proceso de sintonización a través de algoritmos capaces de ajustar de forma automática los parámetros del controlador PID. Sin embargo, las herramientas desarrolladas producto de dichos esfuerzos conllevan altos costos asociados y la intervención directa del sistema (no deseable por tiempos de paro en la producción, disminución de la confiabilidad del sistema, etc.). En este trabajo, se propone la implementación de un algoritmo inteligente basado en la respuesta de sistema inmune enfocado al principio de selección clonal, cuyo objetivo es encontrar un conjunto de posibles soluciones que cumplan con unos criterios de diseño que representan las condiciones a las cuales se debe ajustar el sistema y el resultado que se desea obtener. En la ejecución del algoritmo se van descartando los parámetros cuyos resultados no satisfacen y se van replicando aquellos que van disminuyendo el error de las figuras de mérito. Al finalizar su ejecución, el algoritmo logra mejorar significativamente el resultado de las figuras de mérito comparadas con las obtenidas por la técnica clásica de sintonización Ziegler Nichols. El desarrollo de la técnica de Ziegler Nichols se realiza a partir de información de la planta y presenta un desempeño pobre en el controlador; este proceso se realiza manualmente al realizar un sencillo análisis matemático. Por otro lado, con el algoritmo se realiza un proceso heurístico donde se prueban diversos parámetros, se analiza su respuesta y se van afinando los parámetros para obtener un conjunto de soluciones que satisfacen los criterios establecidos. Este proceso se realiza automáticamente y puede tardar en función de los procesos de adquisición de información, presentando un coste computacional alto respecto a la técnica clásica elegida, pero con una notable diferencia en los resultados de las figuras de mérito. At present, closed loop control systems mostly used for industrial applications are PIDs, since they have great advantages when compared with other control systems; simplicity of design and low cost of implementation are examples of such advantages. By tuning correctly, the controller manages to increase stability, speed and accuracy in the response. This tuning process presents specific challenges related to the ignorance of several factors (which are raised in section 1) and the few personnel properly trained in the implementation causing a misuse of the technique. This produces a bad tuning of the parameters, carried out through trial-and-error processes or using empirical techniques such as Ziegler Nichols. Taking into account the previous problems, several companies have focused a large amount of efforts that seek to facilitate the tuning process through algorithms capable of automatically adjusting the parameters of the PID controller. However, the tools developed as a result of such efforts have high associated costs and direct system intervention (undesirable due to downtime in production, decrease in system reliability, etc.). In this work, we propose the implementation of an intelligent algorithm based on the response of the immune system focused on the principle of clonal selection, whose objective is to find a set of possible solutions that meet design criteria that represent the conditions to which You must adjust the system and the desired result. In the execution of the algorithm the parameters whose results do not satisfy are discarded and those that decrease the error of the figures of merit are replicated. At the end of its execution, the algorithm manages to significantly improve the result of the figures of merit compared with those obtained by the classic tuning technique Ziegler Nichols. The development of the Ziegler Nichols technique is carried out from plant information and shows poor performance in the controller; This process is done manually when performing a simple mathematical analysis. On the other hand, the algorithm performs a heuristic process where various parameters are tested, its response is analyzed and the parameters are refined to obtain a set of solutions that meet the established criteria. This process is performed automatically and may take depending on the processes of information acquisition, presenting a high computational cost with respect to the classical technique chosen, but with a notable difference in the results of the figures of merit. Ingeniero Electronico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado |
