Implementación de una estrategia control (Gain Scheduling) basado en controladores PID para regular temperatura : Caso: tanque agua fría-agua caliente

Abstract

Con la necesidad de controlar procesos complejos de una manera óptima, se busca, lograr la implementación de un controlador de ganancia tabulada (Gain Scheduling) basado en controladores PID, de tal manera que permitiera tener todas las ventajas de adaptación en cada punto de operación de la técnica ganancia tabulada y las propiedades de fácil sintonización y fácil manejo de los controladores PID. Esta estrategia se aplicó al control de temperatura del tanque de agua fría y agua caliente, caracterizado por ser un proceso no lineal y de tiempo muerto variables. Para lograr aplicar la estrategia planteada, se realizó el estudio de sensibilidad de las variables del modelo. Posteriormente, obtenido los controladores para la estrategia Gain Scheduling, se diseñó una etapa de selección que consistió en leer el valor de la señal del transmisor y así determinar en qué punto de operación se encontraba el sistema y seleccionar el controlador apropiado. Esta etapa resultaba de gran importancia realizarla de manera adecuada ya que es donde la literatura reportaba inestabilidad, lentitud e ineficiencia de los procesos. Al finalizar el diseñó, se compararon en respuesta temporal los comportamientos del PID convencional con el controlador diseñado con la estrategia Gain Scheduling, encontrando, que se mejora el tiempo de estabilización en un valor menor a 50 min y el máximo sobre impulso no excede el 1 %, obteniendo una respuesta suave pero precisa para llegar nuevamente al valor de control deseado. También se apreció que el esfuerzo de control, con el control diseñado con Gain Scheduling era menor que el del PID convencional por lo que en definitiva el control con estrategia Gain Scheduling basado en PID es mejor que el control PID de parámetros fijos.