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Title: Diseño e implementación de esquemas PID clásicos y control difuso PD+I Takagi-Suggeno aplicados al sistema multivariable plato-bola
Authors: López Córdova, Holger Elías
Keywords: SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO
PROCESOS INDUSTRIALES
Issue Date: 4-Apr-2022
Publisher: Quito, 2022
Citation: López Córdova, H. E. (2022). Diseño e implementación de esquemas PID clásicos y control difuso PD+I Takagi-Suggeno aplicados al sistema multivariable plato-bola. 115 hojas. Quito : EPN.
Abstract: The Plato-Ball system has a non-linear and unstable behavior. It is composed of a rigid ball that rolls on a base, a 5-wire resistive TouchScreen is also used, and it also functions as a sensor to obtain the position of the ball, a support structure for the base and a central pivot so that it can move. in any direction and two servomotors as final control elements to determine the inclination of the platform in each axis and to be able to control the desired position of the ball. The Plato-bola system has two inputs and two outputs, for this reason it is a MIMO system (multiple inputs - multiple outputs). Two controllers are designed for this system, a PID tuned by the Ziegler-Nichols method and a PD + I fuzzy control by Takagi-Suggeno. On the other hand, for the simulation and implementation of the controllers, Matlab's Simulink computer software is used, and an Arduino embedded card is used for data acquisition between the Plato-ball system and the computer software. It is important to mention that the control of the Plato-Ball system is carried out in a certain position or for the tracking of trajectories (square, circle and lemniscata). Likewise, to determine the performance of the classic PID controller AND PD + I fuzzy control from Takagi-Suggeno, the comparison is made using the quadratic error index (ISE) and performance specifications in the transient response (maximum overshoot (MP) and response time). establishment (ts)). Finally, in this work a graphical interface (APP DESIGNER) is presented that provides visual graphs and values of the different variables of the system.
Description: El sistema plato-bola tiene un comportamiento no lineal e inestable. Está compuesto por una bola rígida que rueda sobre una base, también se utiliza una pantalla táctil resistiva de 5 hilos, y además funciona como sensor para obtener la posición de la bola, una estructura de soporte para la base y un pivote central para que pueda moverse en cualquier dirección y dos servomotores como elementos finales de control para determinar la inclinación de la plataforma en cada eje y poder controlar la posición deseada de la bola. El sistema plato-bola tiene dos entradas y dos salidas, por tal razón es un sistema MIMO (múltiples entradas – múltiples salidas). Para este sistema se diseñan dos controladores un PID sintonizado por el método de Ziegler-Nichols y un control difuso PD+I de Takagi-Suggeno. Por otro lado, para la simulación e implementación de los controladores se utiliza el software computacional Simulink de MATLAB y para la adquisición de datos entre el sistema plato-bola y el software computacional se utiliza una tarjeta embebida Arduino. Es importante mencionar, que se realiza el control del sistema plato-bola en una posición determinada o para el seguimiento de trayectorias (cuadrado, círculo y lemniscata). Asimismo, para determinar el desempeño del controlador PID clásico Y control difuso PD+I de Takagi-Suggeno se realiza la comparación mediante el índice cuadrático del error (ISE) y especificaciones de desempeño en la respuesta transitoria (máximo sobrepico (MP) y tiempo de establecimiento (ts)). Finalmente, en este trabajo se presenta una interfaz gráfica (APP DESIGNER) que proporciona gráficos visuales y valores de las diferentes variables del sistema.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22320
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