Desarrollo de una estrategia de control basado en ADRC, aplicada a un sistema de bola y viga
Development of a control strategy based on ADRC, applied to a ball and beam system
Contenido principal del artículo
Este documento describe el desarrollo de una estrategia de control basada en el rechazo activo de perturbaciones (CRAP), como lo es el Control Proporcional Integral Generalizado (GPI) el cual se le aplica a un sistema Ball and Beam. En esta investigación se pretende mostrar las ventajas de la estrategia de control GPI en cuanto a seguimiento y rechazo se perturbaciones, frente a las técnicas de control clásicas como lo es el controlador proporcional, integral y derivativo (PID). La validación de este diseño parte del modelamiento del sistema realimentado y con dicho modelo se realizaron simulaciones en condiciones nominales, aplicando las dos estrategias de control. Se encontró que el control GPI presentó un mejor desempeño ya que logra un porcentaje de Error cuadrático medio menor al del control PID, aun en presencia de perturbaciones, por lo que es posible afirmar que el error tiende asintóticamente a cero siempre que las ganancias del polinomio del error sean lo suficientemente grandes.
Descargas
Detalles del artículo
V. Bordignon and L. Campestrini, “Data-Driven PID Control Tuning for Disturbance Rejection in a Hierarchical Control Architecture,” IFAC-PapersOnLine, vol. 51, no. 4, pp. 569–574, 2018. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.06.156
C. Fu and W. Tan, “Control of unstable process- es with time delays via ADRC,” ISA Trans., vol. 71, pp. 530–541, 2017. Doi: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2017.09.002
A. Taifour Ali, A. A. M., A. H. A., O. A. Taha, and A. Naseraldeen A., “Design and Implementation of Ball and Beam System Using PID Controller,” Autom. Control Inf. Sci., vol. 3, no. 1, pp. 1–4, 2017. Doi: 10.12691/acis-3-1-1
B. Meenakshipriya and K. Kalpana, "Modelling and control of ball and beam system using Coefficient Diagram Method (CDM) based PID controller," in third international conference on advances in control and optimization of Dinamical Systems, Kanpur-India, 2014, pp. 620-626.
I. M. Mehedi, U. M. Al-Saggaf, R. Mansouri, and M. Bettayeb, “Two degrees of freedom fractional controller design: Application to the ball and beam system,” Meas. J. Int. Meas. Confed., vol. 135, pp. 13–22, 2019
A. I. Isa, M. F. Hamza, A. Y. Zimit, and J. K. Adamu, “Modelling and fuzzy control of ball and beam system,” IEEE Int. Conf. Adapt. Sci. Technol. ICAST, vol. 2018-August, pp. 1–6, 2018
T. Anjali and S. S. Mathew, “Implementation of optimal control for ball and beam system,” in International Conference on Energing Technological Trends,2016, pp. 3–7.
D. Kinoshita and K. Yoshida, "Stabilizing Control for a ball and beam system considering the restricted beam angle and ball speed," 2019 58th Annu.Conf.Soc.Instrum. Control Eng. Japan,SICE 2019,pp. 170-176,2019.
F. J. Regino Ubarnes, E. M. Ochoa, and A. L. Vergel, “Control proporcional integral generalizado ( gpi ) para el lazo de corriente de un convertidor ac – dc boost bridgeless,” Revista Ingenio, vol. 13, no. e-ISSN 2389-864X, pp. 49–56, 2017.Doi: https://doi.org/10.22463/2011642X.2132.
L. Y. Gao Liqing, “Design of BP Neural Network Controller for Ball- beam System,” in Advanced Information Management, Communicates, Electronic and Automation Control Conference,Xian-China, 2016,pp. 1–5.
J. Cortés-Romero, A. Jimenez-Triana, H. Coral-Enriquez, and H. Sira-Ramírez, “Algebraic estimation and active disturbance rejection in the control of flat systems,” Control Eng. Pract., vol. 61, no. 45, pp. 173–182, 2017. Doi: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2017.02.009
E. W. Zurita-Bustamante, J. Linares-Flores, E. Guzmán-Ramírez, and H. Sira-Ramírez, “A comparison between the GPI and PID controllers for the stabilization of a dc-dc ‘buck’ converter: A field programmable gate array implementation,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 58, no. 11, pp. 5251–5262, 2011. Doi: 10.1109/ TIE.2011.2123857
H. Rojas-Cubides, J. Cortés-Romero, H. Coral-Enriquez, and H. Rojas-Cubides, “Sliding mode control assisted by GPI observers for tracking tasks of a nonlinear multivariable Twin-Rotor aerodynamical system,” Control Eng. Pract., vol. 88, no. 172, pp. 1–15, 2019. Doi: https://doi. org/10.1016/j.conengprac.2019.04.002
H. Sira-Ramirez, A. Luviano-Juárez, and J. Cortés-Romero, “Control Lineal Robusto de Sistemas No Lineales,” Rev. Iberoam. automática e informática Ind., vol. 8, no. 1, pp. 14–28, january-2011. Doi: https://doi.org/10.1016/S1697-7912(11)70004-8
Z. Gao, “Active disturbance rejection control: A paradigm shift in feedback control system design,” in American Control Conference , 2006, pp. 2399–2405.
H. Coral-enriquez, G. a Ramos, and J. Cort, “Power factor correction and harmonic compensation in an active filter application through a discrete-time active disturbance rejection control approach,” in America Control Conference, Chicago-USA,2015,pp. 5318–5323
F. J. Regino Ubarnes, “Desarrollo de un sistema de control para el lazo de corriente de un convertidor ac-dc tipo boost bridgeless Fernando Jesús Regino Ubarnes,” Tesis de Maestría, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá-Colombia, 2016.