Controladores difuso y PID en un proceso térmico con supervisión inalámbrica usando tecnologías android y arduino

Sergio Basilio Sepúlveda Mora, María Camila Arenas Ordoñez, Byron Medina Delgado

Resumen


En el proceso de purificación de agua para el consumo humano, controlar la temperatura contribuye con su salubridad e higiene; por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue comparar el rendimiento de un controlador tradicional con uno difuso. Las estrategias de control se diseñaron y simularon en la herramienta computacional Matlab®, y se implementaron en el microcontrolador Atmega de Arduino; en ambos casos, simulación y experimentación, se consideraron el tiempo de asentamiento, la sobreelongación y el error en estado estable para comparar los controladores. El controlador difuso con respecto al controlador PID, en la simulación eliminó la sobreelongación y redujo el tiempo de asentamiento en un 76 %, y en la experimentación no generó sobreelongación y disminuyó en un 28 % el tiempo de asentamiento. El error en estado estable fue cero para los dos controladores en la simulación y la experimentación. El controlador difuso fue más estable y rápido; concluyendo que esta estrategia es la apropiada para regular la temperatura en este proceso.

Palabras clave


Arduino; celda Peltier; controlador difuso; controlador PID; PWM

Texto completo:

PDF

Referencias


Wang, H., Zhu, Y. y Hu, C. Impacts of bacteria and corrosion on removal of natural organic matter and disinfection byproducts in different drinking water distribution systems. International Biodeterioration & Biodegradation, 117, 52-59, 2017.

Espitia H. E. y Soriano-Méndez, J. J. Diseño y simulación de un controlador difuso de temperatura empleando el concresor basado en relaciones booleanas, Tecnura, 16(32), 29–40, 2012.

Rairan-Antolines, J. D., Guerrero-Cifuentes, C. E. y Mateus-Pineda, J. A., Diseño de controladores de tipo proporcional integral derivativo (PID) y difuso para la posición de un motor de corriente continua (DC), Ingeniería y Universidad, 14(1), 137–160, 2010.

Ferreyra, A. y Fuentes, R. Estudio comparativo entre control PID y difuso. Memorias, XV Congreso Nacional de Instrumentación. Ciudad de México, México, 1-6, 2012.

Abdullah, A. y Ayman, A. The advantages of PID fuzzy controllers over the conventional types. American Journal of Applied Sciences, 5(6), 653–658, 2008.

Amorin, H. S. y Dias, M. A. Sensores digitais de temperatura com tecnologia one-wire: Um exemplo de aplicação didática na área de condução térmica. Revista Brasileira de Ensino de Física, 37(4), 4310–1–4310–9, 2015.

Scharfglass, K. y Lehmer, A. Wireless sensor network for wine fermentation, California Polytechnic State University, Tech. Rep., 2012.

Vera-Romero, C. A., Barbosa-Jaimes, J. E. y Pabón-González, D. C. Acople de sensores en la medición de variables ambientales usando tecnología Zigbee. Scientia Et Technica, 19(4), 419–424, 2015.

Galván-Cruz, G. S. Control retroalimentado de un módulo termoeléctrico. Universidad Tecnológica de la Mixteca, Tech. Rep., 2012.

De-Moura, P. R. y Almeida, D. Refrigerador termoelétrico de Peltier usado para estabilisar um feixe laser em experimentos didáticos. Revista Brasileira de Ensino de Física, 36(1), 1–5, 2014.

Golnaraghi, F. y Kuo, B. C. Design of control systems. En: Automatic control systems, 9th Ed., Wiley, reading 664-835, 2010.

Ogata, K. PID Controllers and Modified PID Controllers. En: Sistemas de control automático, 5th Ed., Prentice Hall, Inc., reading 567-647, 2010.

Solaque-Guzmán, L., Cristancho-Cardozo, C. A. y Gil-Cárdenas, C. A. Diseño e implementación de una plataforma experimental de dos grados de libertad controlada por dos técnicas: PID y lógica difusa. Ciencia e Ingeniería Neogranadina, 24(1), 99–115, 2014.

Castillo, O. y Melin, P. A review on the design and optimization of interval type-2 fuzzy controllers. Applied Soft Computing, 12, 1267-1278, 2012.

Sa-ngawong, N. y Ngamroo, I. Intelligent photovoltaic farms for robust frequency stabilization inmulti-area interconnected power system based on PSO-based optimalSugeno fuzzy logic control. Renewable Energy, 74, 555-567, 2015.

Hermes, C.J. y Barbosa Jr, J. R. Thermodynamic comparison of Peltier, stirling, and vapor compression portable coolers. Applied Energy, 91(1), 51 – 58, 2012.

Paez-Moreno, J. J. y Rodríguez-López, J. E. Propiedades eléctricas y estructurales de compuestos cerámicos del tipo camno-y. Momento, 44, 22–34, 2012.

Leal, J. F., León, M. M. y Sepúlveda, S. B. El diodo Schottky como atenuador del efecto Seebeck en una celda Peltier para un control PID de temperatura. Entre Ciencia e Ingeniería, 9(18), 75–83, 2015.


Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Revista Politécnica
ISSN: 1900-2351
ISSN: 2256-5353 (En Línea)