Estrategias para la evaluación y el diseño de controladores PID

Resumen

A pesar de los avances en la teoría de control y la disponibilidad de algoritmos avanzados, la utilización de controladores PID en la industria es generalizada y sigue siendo el interés de los investigadores la búsqueda de nuevos métodos de sintonía PID. En esta tesis, tras realizar una exposición del estado de la cuestión, se considera necesario profundizar en la sintonía PID con optimización multi-objetivo. Inicialmente, se asume que la mayoría de los sistemas en lazo cerrado tienen una respueta de segundo orden con retardo, por lo que se realiza el estudio analítico de las propiedades de esta respuesta y se obtiene las relaciones funcionales que determinan los parámetros de la respuesta deseada. Se propone una metodología de sintonía para que la respuesta se ajuste a una respuesta objetivo. Las propiedades del funcionamiento del sistema controlado se explican mediante un modelo gráfico en el plano paramétrico del controlador. El estudio de la trayectoria de la sintonía PID sobre este plano, clasifica los métodos de sintonía PID en función de las metas de diseño. La metodología propuesta de diseño y sintonía PID permite abordar, de forma simple y racional, la optimización multi-objetivo con el fin de encontrar el punto de compromiso entre las propiedades deseadas de funcionamiento. Para poder evaluar el funcionamiento de los controladores, se presenta un sistema de valoración del funcionamiento basado en lógica borrosa, que permite comparar el comportamiento global o específico de los controladores. Finalmente, se propone una estrategia de autosintonía basándose en la teoría de juegos de Stackelberg.