使用有限自动机的耦合罐系统的温度控制

IF 0.5 Q4 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY
Nathalie Cañón Forero, Diego Rodríguez Mora, Jenny Gutiérrez Calderón, Darío Amaya Hurtado, Óscar Avilés Sánchez
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摘要

在本工作中,对储水罐的温度变量控制系统进行了建模和设计。考虑到系统的混合架构(连续动力学和事件动力学的关系),使用有限自动机作为建模和控制工具。首先,我们得到了对应于水箱中液体温度变量水的连续动力学的数学模型。另一方面,为了模拟作为事件函数响应的变量的行为,考虑了系统的可能状态。在此基础上,建立了分析中产生的系统需求和约束,补充了系统的行为,并通过有限自动机在混合动力学的概念中获得了过程及其控制的表示。该模型使用MATLAB®Simulink的StateFlow工具进行了模拟,并在Cyclone II嵌入式系统中实现。在这些结果之前,我们做了一个PID控制器来比较在每个情况下得到的行为。它被证明是一种易于使用和实现的技术,在响应时间上具有很高的效率。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Control de temperatura para un sistema de tanques acoplados utilizando autómatas finitos
En este trabajo se realizó, el modelado y diseño del sistema de control de la variable temperatura, en un tanque de almacenamiento de agua. Teniendo en cuenta la arquitectura híbrida del sistema (relación de la dinámica continua y la dinámica a través de eventos), para esto fue utilizado autómatas finitos como herramienta de modelado y control. Inicialmente se obtuvo el modelo matemático, que corresponde a la dinámica continua, de la variable de temperatura del líquido que se encuentra en el tanque, agua. Por otro lado, para modelar el comportamiento de las variables que responden en función de eventos, se tomó en cuenta los posibles estados del sistema. Posteriormente, se establecieron los requerimientos y restricciones del sistema que surgieron a partir del análisis, los cuales complementan el comportamiento de la misma, se obtuvo la representación del proceso y su control, en un concepto de dinámica hibrida, mediante autómatas finitos. Este modelo se simuló con la herramienta StateFlow de Simulink de MATLAB® y se implementó en un sistema embebido Cyclone II. Previo a estos resultados, se realizó un controlador tipo PID para realizar la comparación de los comportamientos obtenidos en cada caso. Se verificó que es una técnica de fácil uso e implementación con gran eficiencia en tiempos de respuesta.
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Revista Iteckne ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-
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