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Title: Diseño e implementación de una plataforma para el estudio comparativo de un controlador predictivo (MPC) con controladores PID y FUZZY, aplicado al control de velocidad de un motor DC.
Authors: Mayorga Miranda, Luis Eduardo
Keywords: SISTEMAS DE CONTROL
FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA
Issue Date: 11-Jan-2019
Citation: Mayorga Miranda, L. E. (2018). Diseño e implementación de una plataforma para el estudio comparativo de un controlador predictivo (MPC) con controladores PID y FUZZY, aplicado al control de velocidad de un motor DC. 80 hojas. Quito : EPN.
Abstract: In the present work, a platform was developed for the comparative study of a predictive controller (MPC) with PID and FUZZY controllers, applied to the speed control of a DC motor. This platform was developed using the mathematical modeling of a DC motor, where the constant electrical properties and physical variables were analyzed, in order to obtain an abstract mathematical representation of the system, with which, the model was obtained in the state space and a function transfer in the domain s. Next, control subsystems were simulated to verify their behavior. In the DC motor, the controllers were applied in order to have a stable speed and preset by the user; The DC motor is coupled to an incremental encoder for speed measurement. The mathematical model of the DC motor implemented in a PC through the LabVIEW software allowed the MPC controller through the Arduino MEGA card to control the DC motor. In addition, this allowed comparing traditional controllers such as the PID and modern controllers such as the FUZZY, which were also designed and implemented. Finally, through a user interface developed in LabVIEW you can change the variables, adjust the SET, and in this way, see and compare the different responses of each controller. The behavior of the controllers on the motor was analyzed by means of two methods, with constant force on the axis and without force on the axis, allowing to establish the differences, effectiveness, performance between the controllers and, thus, obtain the most optimal behavior of the system in analysis. .
Description: En el presente trabajo se desarrolló una plataforma para el estudio comparativo de un controlador predictivo (MPC) con controladores PID y FUZZY, aplicados al control de velocidad de un motor DC. Esta plataforma se desarrolló utilizando el modelado matemático de un motor DC, donde se analizaron las propiedades eléctricas constantes y variables físicas, para poder obtener una representación matemática abstracta del sistema, con lo cual, se obtuvieron el modelo en el espacio de estados y una función de transferencia en el dominio s. A continuación, se simularon subsistemas de control, para verificar su comportamiento. En el motor DC, se aplicó los controladores para poder tener una velocidad estable y preestablecida por el usuario; el motor DC está acoplado a un encoder incremental para la medición de la velocidad. El modelo matemático del motor DC implementado en un PC mediante el software LabVIEW permitió que el controlador MPC a través de la tarjeta Arduino MEGA controle el motor DC. Además, esto permitió comparar los controladores tradicionales como el PID y controladores modernos como el FUZZY, los cuales también fueron diseñados e implementados. Finalmente, a través de una interfaz de usuario desarrollada en LabVIEW se puede cambiar las variables, ajustar el SET, y de esta manera, ver y comparar las diferentes respuestas de cada controlador. El comportamiento de los controladores sobre el motor se analizó mediante dos métodos, con fuerza constante sobre el eje y sin fuerza sobre el eje, permitiendo establecer las diferencias, efectividad, desempeño entre los controladores y, así obtener el comportamiento más óptimo del sistema en análisis.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19941
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