Diseño y simulación de esquemas de control difuso optimizados mediante algoritmos evolutivos aplicados a sistemas no lineales

Campos Quisaguano, Jefferson David
Jaramillo Carrión, Manuel Sebastián

2018-07-26

Campos Quisaguano, J. D., & Jaramillo Carrión, M. S. (2018). Diseño y simulación de esquemas de control difuso optimizados mediante algoritmos evolutivos aplicados a sistemas no lineales. 136 hojas. Quito EPN.
T-IE/4711/CD 9005

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Chávez García, Geovanny Danilo, director

El objetivo de este trabajo es diseñar y simular esquemas de control difuso y sintonizarlos mediante la optimización del índice de desempeño ISE (Integral Square Error) a través de: Algoritmos Genéticos (AG) y Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) aplicados en dos sistemas no lineales para su respectiva evaluación. Caso 1: robot uniciclo Pioneer 3DX Los controladores para realizar un análisis comparativo de la propuesta serán: PD Difuso + I, (PD Difuso + I) optimizado y PI (Proporcional Integral) utilizando el modelo completo del robot. Se realizan pruebas a diferentes velocidades con y sin perturbaciones en dos diferentes trayectorias (circular y lemniscata), obteniendo respuestas de: errores, acciones de control, trayectorias, velocidades y ángulo de orientación. Caso 2: Sistema de tanque de mezclado con retardo de tiempo variable. Se utiliza el modelo no lineal y la aproximación a un sistema de primer orden con retardo, los controladores para realizar un análisis comparativo de la propuesta son: Predictor PD Difuso + I, Predictor (PD Difuso + I) optimizado y Predictor de Smith. Se analiza la respuesta del controlador ante perturbaciones y cambios de referencia. Obteniendo resultados de: errores, acciones de control, salida de temperatura y tiempo de retardo variable.

The objective of this work is to design and simulate fuzzy control schemes and to tune them by optimizing the ISE performance index (Integral Square Error) through: Genetic Algorithms (AG) and Particle Swarm Optimization (PSO) applied in two systems non-linear for their respective evaluation. Case 1: Pioneer 3DX unicycle robot The controllers to carry out a comparative analysis of the proposal will be: PD Fuzzy + I, (PD Fuzzy + I) optimized and PI (Proportional Integral) using the complete model of the robot. Tests are carried out at different speeds with and without disturbances in two different trajectories (circular and lemniscata), obtaining responses of: errors, control actions, trajectories, speeds and orientation angle. Case 2: Mixing tank system with variable time delay. The non-linear model is used and the approach to a first-order system with delay, the controllers to carry out a comparative analysis of the proposal are: PD Predictor Fuzzy + I, Predictor (PD Fuzzy + I) optimized and Predictor de Smith. The response of the controller to disturbances and reference changes is analyzed. Obtaining results of: errors, control actions, temperature output and variable delay time.

ROBOTICA; LOGICA DIFUSA; ALGORITMOS EVOLUTIVOS;