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Diseño e implementación de un algoritmo de control adaptativo tolerante a fallos activo basado en redes neuronales y lógica difusa

Abstract:

Este trabajo presenta la metodología de diseño de dos controladores proporcional-integral-derivativo (PID) tolerantes a fallas. El primer controlador propone una estrategia de control tolerante a fallas pasiva (PFTC, por sus siglas en inglés) a través del cálculo en línea de los parámetros del controlador usando una red neuronal ADALINE cuya tasa de aprendizaje se ajusta con un sistema de inferencia difuso. El segundo controlador es un PID de ganancia difusa programada, cuyos rangos de variación de parámetros se ajustan en línea con información proveniente de un módulo de detección y diagnóstico de fallas (FDD, por sus siglas en inglés). La arquitectura de este esquema es la de un controlador tolerante a fallas activo (AFTC, por sus siglas en inglés). La detección y diagnóstico de fallas se realiza mediante ecuaciones de paridad. La validación de los algoritmos de control se realiza en un sistema de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO, por sus siglas en inglés), de tres tanques de agua interconectados en cascada, que incluye el modelo de fugas y obstrucciones. Las simulaciones permiten comparar los el desempeño de los enfoques propuestos con el algoritmo de control PID clásico.