Diseño y construcción de un controlador pid auto - sintonizable mediante inteligencia de enjambre para determinar el comportamiento colectivo de los sistemas pertenecientes a procesos estudiados en el CERFIN-SECAP

Montalvo López, William Manuel

2015-09-28

T-MVE/0366/CD 6539
Montalvo López, W. M. (2015). Diseño y construcción de un controlador pid auto - sintonizable mediante inteligencia de enjambre para determinar el comportamiento colectivo de los sistemas pertenecientes a procesos estudiados en el CERFIN-SECAP. 112 hojas. Quito : EPN.

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Rosales Acosta, Jorge Andrés, director

One of the everyday problems in industrial process control is tuning PID controllers, so that in many cases, the empirical knowledge of the most experienced operators or classical methods as Ziegler Nichols one, which is used widely for its simplicity and popularity. However, in spite of the used values in the processes are useful, they are not the best, so we need new methods in order to optimize these values, so that, no energy is wasted on plants and it is possible to increase the life of the equipment. This paper presents a Tunable Auto PID Controller with a standard topology, which has a pre tuning method based on relay with an optimal adjustment of their profits using an algorithm based on swarm intelligence. This method is the Optimization by Particle Swarm – PSO, which was proposed by Kennedy and Eberhart in 1995, and inspired by the schools of fish and flocks of birds. The performance of the controller designed is compared with other two controllers tuned by the methods of Ziegler - Nichols and Genetic Algorithms – AG, by using the integral of absolute error – IAE of the response of the systems belonging to the processes studied in the CERFIN - SECAP.

Uno de los problemas cotidianos que se presenta en el control de procesos industriales es la sintonía de sus controladores PID, es así que en muchos casos se utiliza el conocimiento empírico de los operarios de mayor experiencia o de métodos clásicos en los cuales sobresale el de Ziegler y Nichols ampliamente utilizado por su sencillez y popularidad. Pero los valores utilizados, si bien sirven para poner a funcionar los procesos, no son los mejores, por tanto se necesita de nuevos métodos que optimicen estos valores de tal manera que no se desperdicie energía en las plantas y que aumente la vida útil de los equipos. Este trabajo presenta un controlador PID Auto Sintonizable, con una topología estándar, el cual tiene una pre sintonía en base al método de relé con un ajuste óptimo de sus ganancias utilizando un algoritmo en base a la Inteligencia de Enjambres que es la Optimización mediante Cúmulos de Partículas -PSO, propuesta por Kennedy y Eberhart en 1995, inspirada en los cardúmenes de peces y las parvadas de aves. El desempeño del controlador diseñado es comparado con dos controladores sintonizados por los métodos de Ziegler – Nichols y por Algoritmos Genéticos AG, utilizando como marco de referencia la integral del error absoluto – IAE, de la respuesta de los sistemas pertenecientes a los procesos estudiados en el CERFIN – SECAP.

Programación; Aplicaciones de computador; Algoritmos;