Diseño y simulación de un controlador difuso multivariable centralizado para la estabilidad de un sistema de potencia multiárea PDF Download
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Author: César Augusto Rangel Peñaranda
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Author: César Augusto Rangel Peñaranda
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Author: Carlos Andres Torres Pinzon
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Resumen: Como consecuencia de las múltiples inestabilidades en el comportamiento dinámico de los sistemas eléctricos, se ha empleado durante varios años el uso de Estabilizadores de Sistemas de Potencia (Power System Stabilizer- PSS) como elementos adicionales en la amortiguación y estabilización de los sistemas, permitiendo de esta manera aumentar la capacidad de transmisión de potencia entre generadores y cargas. En los últimos años se han propuesto nuevos esquemas de control para el PSS basado en técnicas de sistemas expertos, tales como algoritmos genéticos, reguladores borrosos, redes neuronales, lógica difusa, conjuntos LMIs (Linear Matrix Inequalities) entre otros, con el objetivo de mejorar el rendimiento del sistema. Este proyecto presenta el diseño de un controlador difuso de un PSS implementado en un sistema de potencia de barraje infinito (SMIB, ingle-machine infinite-bus power system) basado en la técnica LMI. El diseño del estabilizador se constituye principalmente en la construcción de un modelo difuso a partir del modelo matemático del sistema de potencia, el cual es la base principal en la construcción del controlador difuso. Este controlador es de tipo no lineal, el cual será diseñado a partir de controladores lineales locales aplicando criterios de estabilidad global, que serán analizados y procesados mediante la técnica de optimización con desigualdades lineales matriciales (LMI). Esta técnica permitirá encontrar los vectores de realimentación de estado de cada modelo local, garantizando la estabilidad global del sistema [1], [2], [3].
Author: Carlos Arturo, Robles Algarín
Publisher: Editorial Unimagdalena
ISBN: 9587465547
Category : Technology & Engineering
Languages : es
Pages : 150
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En esta obra se encuentran consignados muchos años de experiencia de los autores en el desarrollo de controladores inteligentes basados en redes neuronales y lógica difusa para el seguimiento del punto de máxima potencia de sistemas fotovoltaicos. Entendiendo la importancia de las técnicas de control inteligente y su aplicación en problemas prácticos, los autores a lo largo del libro presentan los conceptos básicos de los controladores implementados y su proceso de diseño en detalle. Estos controladores fueron evaluados en sistemas fotovoltaicos aislados de la red eléctrica, utilizando MATLAB como herramienta de modelado y simulación. Inicialmente, se presenta el modelado matemático del módulo fotovoltaico utilizado para diversos escenarios de simulación. Luego, se presenta el diseño y modelado de convertidores DC-DC necesarios para transferir la energía generada por el módulo fotovoltaico a una carga. Finalmente, se expone el diseño, diagramas de flujo y modelado de los controladores difusos y neuronales dinámicos con diferentes algoritmos de entrenamiento. Los resultados obtenidos demuestran la relevancia de esta obra, considerando las mejoras obtenidas con los controladores inteligentes en aspectos como el tiempo de establecimiento, seguimiento del punto de máxima potencia, disminución considerable de las oscilaciones y mejoras en la eficiencia y potencia suministrada a la carga.
Author: Rafael Ruiz León
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Languages : es
Pages : 81
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Author: César Villa Hernández
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Languages : es
Pages : 105
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En esta tesis se lleva a cabo una comparación de control, a nivel simulación y práctico, a una planta multivariable que consta de dos entradas por dos salidas acoplado. Los controladores utilizados son: * Controladores convencionales PI. La estrategia que se utilizó para estos controladores fueron ganancias relativas, vistas en [11]. * Controlador multivariable difuso. La estrategia fue hacer una nueva sintonía a un controlador diseñado por técnicas difusas en [l], para la planta multivariable utilizada en esta tesis, donde éste hiciera un buen control y a la vez desacoplara el sistema (solo a nivel simulación). * Controladores difusos univariables. La técnica de diseño de estos controladores es la difusa, pero la estrategia de control fue la utilizada por los controladores convencionales (ganancias relativas). Los modelos de los procesos se obtuvieron de la identificación a una planta que consta de dos flujos de agua de entrada, donde una es de flujo frío y el otro es de flujo caliente, a un tanque de almacenamiento. Las salidas de la planta son el control del nivel y de la temperatura del agua en el tanque. El tanque tiene una descarga que depende solamente de la columna de nivel.
Author: Christopher Salvador Ramírez Revilla
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Languages : es
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Una de las áreas de la ingeniería que ha experimentado un crecimiento importante a partir de la década de los 70's hasta la actualidad, ha sido sin duda el diseño de sistemas difusos, esta herramienta matemática no es nueva, pues sus orígenes se remontan a la década de los 60's, con la creación de un nuevo concepto llamado lógica difusa, sin embargo su implementación radica principalmente, en el diseño de sistemas de control difusos que a partir de la década de los 80's y de los 90's han demostrado gran versatilidad en la resolución de una gran cantidad de problemas prácticos, desde el control del mezclado en una fábrica de cementos, pasando por el control de frenado de sistemas de transporte, hasta el control de calidad de limpieza en una lavadora [6; 5] Normalmente en la lógica convencional se tiene un conjunto de enunciados que pueden ser verdaderos o falsos, si o no, 0 ó 1. En el contexto de la lógica difusa, el enunciado de "la temperatura es 25 grados centígrados" puede ser verdadero o falso. Sin embargo, en muchas situaciones la respuesta puede ser más de un simple "...este, no estoy seguro", "quizás", "bueno, depende..." y algunas otras. Por ejemplo, en un día veraniego la frase "la temperatura esta muy alta" no es ni verdadera ni falsa, ya que es una idea cualitativa que representa una opinión más que un hecho objetivo. No existe certeza en estas situaciones, depende del contexto. La lógica difusa maneja esta incertidumbre en ingeniería mediante grados de certeza para responder a una cuestión lógica. Comercialmente, la lógica difusa ha sido usada con gran éxito para controlar máquinas y productos de consumo. Desde un punto de vista práctico las aplicaciones de la teoría difusa han sido concentradas sobre los sistemas difusos, en particular en controladores difusos que permiten realizar el control de sistemas físicos, este tipo de controladores presentan ciertas características como son: control más suave, una reducción importante en la complejidad matemática utilizada y poco conocimiento matemático del modelo con el cuál se desea trabajar. Los sistemas difusos combinan la información de expertos humanos (lenguaje natural) con mediciones físicas de las variables del sistema a través de sensores [12]. Una muestra de aplicaciones comerciales que han utilizado lógica difusa son: control del ambiente, equipos de aire acondicionado, humidificadores, equipos para el hogar, lavadoras y secadoras, aspiradoras, tostadores, hornos de microondas entre otras. Estos controladores han demostrado ser más robustos que el tipo PID, sobre todo cuando se trata de procesos no lineales o procesos de alto orden modelados como primer orden. Normalmente el controlador PID requiere que el modelo del proceso sea de primer orden con tiempo muerto, cuando esto no se cumple, el PID empeora su estabilidad relativa y se torna con una eficiencia baja comparada con un controlador difuso bien ajustado (61. Este último no ha recibido del todo una aceptación amplia en la industria debido a que no cuenta con una metodología formal de ajuste como el PID, además de la presencia comercial de diversas compañías que avalan al PID [5].
Author: Iván Juárez Brindis
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Languages : es
Pages : 180
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En esta tesis se hace la comparación de controladores que se desarrollaron para un proceso multivariable acoplado de dos entradas y dos salidas. La comparación de los controladores se hace en simulación utilizando el modelo matemático de un proceso de nivel y temperatura donde las variables de entrada son la apertura de la válvula de agua fría y la apertura de la válvula de agua caliente. Las salidas del proceso son el nivel y la temperatura del agua en un tranque de flujo constante [2]. Se diseñó un controlador desacoplante que contiene bloques que desacoplan al proceso dentro de su acción de control estableciendo para los lazos desacoplados un esquema similar al de Dahlin para lazos univariables. También se diseñaron dos controladores difusos, uno que utiliza el error y el cambio del error de las salidas del proceso y tres conjuntos difusos por cada variable de entrada al controlador generando un conjunto de 81 reglas IF-THEN. El otro controlador difuso utiliza únicamente el error de las salidas del proceso y cinco conjuntos difusos por cada variable de entrada generando 25 reglas IF-THEN. Parte importante de este trabajo es la selección del tiempo de muestreo para generar acciones de control adecuadas. Además, para el caso de los controladores difusos se utiliza un método para la obtención de las reglas IF-THEN basado en pruebas escalón en el nivel y la temperatura. Esta metodología se basa en la referencia [17]. Dicho método ayuda de manera parcial en la obtención de las reglas del controlador que utilizó el error y el cambio del error. En general se puede ver como el controlador desacoplante muestra ser muy bueno en el control de procesos multivariables. También los controladores difusos representan una buena alternativa y para la generación de reglas se puede obtener apoyo del método de pruebas escalón [17] y de una técnica gráfica donde se pueden ver los diferentes casos en los que se puede encontrar la salida [11].
