Diseño y simulación de un controlador por modos deslizantes basado en una superficie híbrida para seguimiento en procesos no lineales

Obando Martínez, Camila Alejandra

2020-04-07

Obando Martínez, C. A. (2020). Diseño y simulación de un controlador por modos deslizantes basado en una superficie híbrida para seguimiento en procesos no lineales. 86 hojas. Quito : EPN.
T-IE/5029/CD 10329

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El Control por Modos Deslizantes SMC es una herramienta de control no lineal robusto que permite llevar a la salida de un proceso de un estado inicial a un estado final deseado, esto manteniendo un comportamiento insensible a perturbaciones. Para tales propósitos considera una superficie de deslizamiento que determina el comportamiento global del sistema. Con dicho conocimiento, se plantea una modificación al esquema tradicional del SMC haciendo uso del control por reset. La propuesta se fundamenta en el diseño y simulación de un controlador por modos deslizantes que hace uso de una superficie híbrida para mejorar seguimiento en procesos no lineales. El comportamiento híbrido viene de la combinación del accionar de las superficies PID y PD. Con la finalidad de comprobar el funcionamiento de la nueva estructura con superficie híbrida se realizan pruebas del nuevo controlador en dos procesos químicos, un CSTR y un tanque de mezclado con retardo variable. El desempeño se evalúa con indicadores como el máximo sobreimpulso, ITSE, ISE y TVu. Adicionalmente, se presenta el desarrollo de una interfaz gráfica para que el usuario pueda interactuar con ambos procesos no lineales y contrastar los resultados obtenidos del SMC tradicional frente al SMC con superficie híbrida.

The Sliding Mode Controller SMC is a robust nonlinear control tool that allows the output of a process to move from an initial state to a desired final state, this maintaining a performance insensitive to disturbances. For such purposes, it considers a sliding surface that determines the overall behavior of the system. With this knowledge, a modification to the traditional SMC scheme is offered using the reset control. The proposal is based on the design and simulation of a sliding mode controller that makes use of a hybrid surface to improve tracking in nonlinear processes. The hybrid behavior comes from the combination of the PID and PD surfaces within the SMC. In order to verify the operation of the new hybrid surface structure, tests of the new controller are carried out in two chemical processes, a CSTR and a mixing tank with variable delay. The performance is evaluated with indicators such as maximum overshoot, ITSE, ISE and TVu. Additionally, the development of a graphical interface is presented so that the user can interact with both non-linear processes and contrast the results obtained from the traditional SMC versus the SMC with hybrid surface.

Camacho Quintero, Oscar Eduardo, director

CONTROLADOR; SUPERFICIE HÍBRIDA; ELECTRÓNICA;