Multi-objective optimization and multicriteria design of PI /PID controllers
Hoy en día, los controladores proporcionales integrales y proporcionales integrales derivativos son los algoritmos de control más utilizado en la industria. Por otra parte, los controladores fraccionarios han recibido atención recientemente, por parte de la comunidad científica y desde el punto de v...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/393990 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/393990 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Optimización multi-objectivo Optimització muti-objectiu Multi-objective optimization Controladores Controladors Controllers Multi-criteria decision making Decisió multi-criteria Selección multi-criteria Tecnologies 68 |
| Sumario: | Hoy en día, los controladores proporcionales integrales y proporcionales integrales derivativos son los algoritmos de control más utilizado en la industria. Por otra parte, los controladores fraccionarios han recibido atención recientemente, por parte de la comunidad científica y desde el punto de vista industrial. Debido a esto, en esta tesis algunos de los escenarios implican la sintonización de estos controladores mediante el procedimiento de diseño mediante la optimización multi-objetivo. Este procedimiento se centra en proporcionar un equilibrio razonable entre los objetivos en conflicto y brinda al diseñador la posibilidad de apreciar la comparación de los objetivos de diseño. Esta tesis se divide en tres partes. La primera parte, presenta los fundamentos del sistema de control y discusión de los diferentes compromisos: entre los modos de operación servo / regulación y del rendimiento / robustez. Por otro lado, se ha proporcionado un marco conceptual acerca de la optimización multi-objetivo. La segunda parte, introduce la solución de Nash como una técnica de selección multi-criterio, para seleccionar un punto del frente de Pareto, que represente el mejor compromiso entre los objetivos de diseño. Esta solución es una selección semi-automática escogida en la aproximación del frente de Pareto y ofrece un buen compromiso entre los objetivos de diseño. Luego, se presenta el Multi-stage approach para el proceso de optimización multi-objetivo. Este enfoque implica dos algoritmos: un algoritmo determinista y algoritmo evolutivo. En el cual ambos algoritmos se complementen entre sí a pesar de sus desventajas y mejoran los resultados de la optimización en términos de convergencia y precisión. Además, se introduce el objetivo basado en la fiabilidad, en la descripción del problema multi-objetivo, este se utiliza para medir la degradación del rendimiento. Vale la pena mencionar que, debido a la existencia de incertidumbres en el diseño y fabricación, teniendo este objetivo de diseño le dará otra perspectiva al diseñador en el mundo real. Con el fin de validar el método, dos casos de estudios se ha considerado, el problema de control de la caldera (The Boiler Control Benchmark) para la sintonización de controladores y como segundo caso, una pila Peltier nolineal. Por último, la tercera parte de esta tesis, presentan las contribuciones a la sintonización de controladores. En primer lugar, se propone un conjunto de reglas de sintonía basado en la solución de Nash para un controlador proporcional-integral, en donde la robustez / rendimiento han sido considerados. Por otra parte, como un segundo caso se presenta las reglas de sintonía para un controlador proporcional-integral-derivativo, donde se han considerado el compromiso de robustez/rendimiento y los modos de operación servo / regulación. Además, se proponen reglas de sintonía para el controlador proporcional-integral-derivativo-fraccional-orden implementado el Multi-stage approach para la optimización multi-objetivo. |
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