Algoritmos de control PID adaptativos basados en técnicas frecuenciales

Abstract

En esta tesis se ha desarrollado un nuevo procedimiento automatizado de identificación, diseño, validación y regulación de algoritmos de control PID partiendo de que nos se tiene conocimiento del modelo del proceso a controlar. El procedimiento desarrollado, permite que el regulador PID resultante disponga de las siguientes prestaciones: autoajuste, adaptación a las no lineales del proceso y rechazo de perturbaciones de carga. El método de diseño presentado se fundamenta sobre la metodología de ajuste en el dominio de la frecuencia partiendo de especificaciones de margen de fase y de ganancia. Éstos métodos son especialmente interesantes desde el punto de vista de su automatización, dado que necesitan menor información estructural de la dinámica del proceso que los basados en un modelo de referencia. Sin embargo cuando no se conoce el modelo del proceso, eata metodología no tratan dos aspectos fundamentales. Como seleccionar la frecuencia de diseño o control para la cual se quiere obtener las especificaciones de marge de fase y/o margen de ganancia y como asegurar que el regulador resultante proporcione suficiente estabilidad en términos de margen de fase y de ganancia. Con la técnica propuesta se da solución a estos dos problemas mediante los procedimientos propuestos de selección de la frecuencia de control y de test de robustez. Ambos se basan en la información obtenida del proceso en lazo abierto, utilizando las técnicas de identificación de Función Descriptiva para Relay y de Transformada Rápida de Fourier. El algoritmo propuesto se ha implementado de forma real sobre un microcontrolador de 8 bits y se ha validado sobre plantas tipo, mediante simulación y de forma práctica. Los resultados obtendios satisfacen los objetivos de partida al verificar las especificaciones del sistema de control y responder correctamente tanto a perturbaciones de carga, como a las no linealidades y variaciones de parámetros de