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(Libro-E) El algoritmo de sintonización simple de controladores difusos
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(Libro-E) El algoritmo de sintonización simple de controladores difusos

  • ISBN: 9786077490456
  • Formato: Digital
  • Derechos: Editorial Parmenia
  • Sello: de La Salle ediciones
  • Año: 2017
  • Número de páginas: 227
  • Peso: 11.8 Mb 
  • Tipo: Libro-E
  • Idioma: Castellano
$300.00
Disponible
SKU
9786077490456
El presente libro pretende servir como guía para la sintonización de controladores difusos esperando fundamentar su uso en la industria resaltando que su sintonización sería intuitiva para el operador. De ninguna manera se intenta probar que el controlador PID es superado por nuestra propuesta; sin embargo, al ser este el común en la industria se emplea como punto de comparación.
Son cuatro los objetivos centrales que se persigue.

1. Proponer un algoritmo de sintonización ASSCD que controle cualquier planta lineal que sea estable.
2. Diseñar una matriz de reglas general para diversos tipos de plantas. Esta matriz evitaría tener que diseñar nuevas reglas para cada planta.
3. Proponer una metodología para el uso del ASSCD tanto para sistemas con ruido y sin ruido.
4. Comparar, por medio de simulaciones, el desempeño de los controladores aquí propuestos con controladores PID.
Índice
Agradecimientos 10
Prólogo 11
1 La lógica difusa 14
1.1 Conceptos básicos 14
1.2 Conjuntos 15
1.2.1 Conjuntos convencionales 15
1.2.2 Conjuntos difusos 16
1.2.3 Función de pertenencia Triangular 16
1.2.4 Función de pertenencia Gamma 17
1.2.5 Función de pertenencia S 18
1.2.6 Función de pertenencia Gaussiana 19
1.2.7 Función de pertenencia Trapezoidal 19
1.2.8 Función de pertenencia Pseudo-Exponencial 20
1.2.9 Función de pertenencia Trapecio Extendido 20
1.2.10 Características de un conjunto difuso 21
1.3 Relaciones, operaciones y propiedades 21
1.3.1 Relaciones entre conjuntos difusos 21
1.3.2 Operaciones con conjuntos difusos 22
1.3.3 Propiedades básicas de las operaciones
 con conjuntos difusos 22
1.3.4 Tipos de conjuntos difusos 23
1.3.5 Variables lingüísticas 24
1.4 Generalidades del control 24
1.5 Sistema de control 25
1.6 Modelos matemáticos 26
1.7 La respuesta transitoria 28
1.8 Control difuso 29
1.8.1 Estructura 29
Índice
1.8.2 Ejemplo, el péndulo invertido 30
1.8.3 Elegir las variables de entrada y salida
 del controlador difuso 30
1.8.4 Caracterizar las variables de entrada y salida 31
1.8.5 Representar el conocimiento como reglas 34
1.8.6 Cuantificar el conocimiento 36
1.8.7 Fuzzificación 38
1.8.8 Defuzzificación 40
1.9 Tipos de controladores difusos 41
1.9.1 Mamdani 41
1.9.2 Takagi-Sugeno-Kang 42
1.9.3 Tsukamoto 42
1.10 Sintonización de controladores difusos 45
1.10.1 Ventajas y desventajas 45
2 El Algoritmo de Sintonización Simple de
 Controladores Difusos (ASSCD) 48
2.1 Introducción 48
2.2 Selección del tipo de controlador difuso 49
2.3 Identificación de las variables de entrada y salida 49
2.4 Análisis de la dinámica del sistema 50
2.5 Generación de la matriz de reglas 52
2.5.1 Tomar una respuesta transitoria significativa 52
2.5.2 Establecer de forma gráfica el significado
 de las variables de entrada 53
2.5.3 Realizar una gráfica completa de la respuesta
 transitoria 54
2.5.4 Enlazar la gráfica con la acción de control 54
2.6 Selección de rangos 57
2.6.1 Rango para el error 57
2.6.2 Rango para el cambio del error 58
2.6.3 Rangos para la acción de control 59
2.7 Desempeño de la matriz de reglas propuesta 59
2.8 Algoritmo Simple para Sintonización de
Controladores Difusos (ASSCD) 62
2.8.1 Curva característica de un controlador difuso 62
2.8.2 Factores de sintonización del ASSCD 63
2.8.3 Primer factor de sintonización k1 64
2.8.4 Segundo factor de sintonización k2 67
2.8.5 Efecto de k1
 y k2
 en la respuesta transitoria 71
3 El controlador Proporcional Integral y Derivativo (PID) 74
3.1 Antecedentes 74
3.2 Criterios integrales de desempeño 75
3.2.1 Integral del error absoluto 75
3.2.2 Integral del error cuadrático 75
3.2.3 Integral del tiempo por el error absoluto 76
3.2.4 Integral del tiempo por el error cuadrático 76
3.3 Controladores PID 76
3.3.1 Controlador Proporcional 78
3.3.2 Controlador proporcional integral 79
3.3.3 Controlador PD 81
3.3.4 Controlador PID 82
3.3.5 Estructuras para el controlador PID 83
3.4 Métodos de Sintonización 84
3.4.1 Método Manual 84
3.4.2 Método de Ziegler-Nichols 85
3.4.3 Método de Lazo abierto 85
3.4.4 Método de Lazo Cerrado 87
3.4.5 Método de Cohen-Coon 87
3.4.6 Método de Chien-Hrones-Reswick 88
3.4.7 Método de Wang-Juang-Chan 89
3.4.8 Métodos con optimización de criterios 89
3.4.9 Método de López, Millar, Smith y Murril 90
3.4.10 Método de Rovira 90
3.4.11 Método de Kaya y Sheib 91
3.4.12 Otros métodos 91
4 El Algoritmo de Sintonización Simple de
 Controladores Difusos Tipo-2 93
4.1 Introducción 93
4.2 Afinación de los criterios de desempeño
del ASSCD 94
4.3 Aplicación de mecanismo basado en sistemas
difusos Tipo-2 al ASSCD 101
4.4 Definición de experimentos para evaluar cambios
al ASSCD 111
5 Ejemplos y simulaciones 113
5.1 Diseño de la simulación 113
5.2 Implementación de cambios al ASSCD 117
5.3 Resultados de experimentos 119
5.3.1 Criterios de desempeño en planta
 de segundo orden 121
5.3.2 Criterios de desempeño en planta con
 múltiples polos iguales 123
5.3.3 Criterios de desempeño en planta de
 cuarto orden 125
5.3.4 Criterios de desempeño en planta con
 cero en semiplano derecho 126
5.3.5 Criterios de desempeño en planta de
 primer orden con tiempo muerto 127
5.3.6 Criterios de desempeño en planta de
 segundo orden con tiempo muerto 128
5.3.7 Criterios de desempeño en sistema
 oscilatorio 129
5.4 Comparación de mecanismos de
autosintonización en plantas de segundo orden 130
5.4.1 Comparación de FOUs y VARs en plantas
 de segundo orden 132
5.4.2 Comparación operadores AND/OR en
 plantas de segundo orden 133
5.4.3 Comparación entre nuevo ASSCD y PID
 en plantas de segundo orden 135
5.5 Resumen de las pruebas 139
6 Efecto de los operadores AND/OR en plantas
con incertidumbre 140
6.1 Efectos de los operadores lógicos AND y OR 140
6.2 Efectos de los operadores lógicos AND y OR
en sistemas con incertidumbre 142
Conclusiones 146