利用优化算法分析和比较罐内液位PID控制器的调谐

Victor Joel Moreno Ramos, Martin Alonso Narváez Grijalba, Paul Oscar Ramirez Zamudio, Juan Diego Sánchez Agreda, Josmell Henry Alva Alcántara, Edgar Andre Manzano Ramos
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Primero se planteó el objetivo de control, establecer la estructura de control, identificación y descripción de elementos, obtener el modelo de la planta y diseñar el controlador. Para el control PID se usó la sintonización Ziegler Nichols. También se planteó la optimización de los parámetros PID por medio de algoritmos genéticos (AG), algoritmo de colonia de abejas (ABC), algoritmo de enjambre de partículas (PSO) y algoritmo de evolución diferencial. Esto algoritmos nos permitió comparar y analizar las diferentes respuestas del controlador en tiempos de establecimiento y sobreelongación para obtener los mejores resultados. Finalmente, los valores obtenidos para los algoritmos en tiempos de establecimiento: AG: 2.17seg, PSO: 8.04seg, ABC: 6.87seg, ED:7.69seg. 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摘要

在目前的工业中,寻求优化储罐或储罐的液位控制器是最受欢迎的要求之一。大多数工业过程都有这些系统,用于泵送液体或将其储存在储罐中,一个明显的例子是预防系统,如为火灾储存水或可重复使用的目的,如废水处理。考虑到这一点,我们将以工厂IO环境中水箱的水位控制为研究对象。该工厂将有两个阀门用于流量控制,一个是恒流量,另一个是可变流量。首先提出控制目标,建立控制结构,识别和描述元素,获得工厂模型和设计控制器。PID控制使用齐格勒尼科尔斯调谐。利用遗传算法(ga)、蜂群算法(ABC)、粒子群算法(PSO)和差分进化算法对PID参数进行了优化。这些算法允许我们比较和分析控制器在设置时间和过延伸时间的不同响应,以获得最佳结果。最后,算法建立时间值:AG: 2.17秒,PSO: 8.04秒,ABC: 6.87秒,ED:7.69秒。此外,在过伸长率方面,AG: 1.24%, PSO: 1.01, ABC: 6.87秒,ED:7.69秒。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE LA SINTONIZACIÓN DE UN CONTROLADOR PID DE NIVEL EN UN TANQUE USANDO ALGORITMOS DE OPTIMIZACIÓN
Actualmente en las industrias, la búsqueda de optimizar controladores de nivel en depósitos o tanques es uno de los requisitos más buscados. Gran parte de los procesos industriales cuentan con estos sistemas, bien para el bombeo de líquidos o su almacenamiento en tanques, un claro ejemplo es en sistemas de prevención como el almacenamiento de agua para incendios o para fines reutilizables como el tratamiento de aguas residuales. Teniendo en cuenta lo mencionado se tomará como objeto de estudio el control de nivel de agua en un tanque en el entorno Factory IO. La planta tendrá dos válvulas para el control de caudal, una de flujo constante y la otra de flujo variable. Primero se planteó el objetivo de control, establecer la estructura de control, identificación y descripción de elementos, obtener el modelo de la planta y diseñar el controlador. Para el control PID se usó la sintonización Ziegler Nichols. También se planteó la optimización de los parámetros PID por medio de algoritmos genéticos (AG), algoritmo de colonia de abejas (ABC), algoritmo de enjambre de partículas (PSO) y algoritmo de evolución diferencial. Esto algoritmos nos permitió comparar y analizar las diferentes respuestas del controlador en tiempos de establecimiento y sobreelongación para obtener los mejores resultados. Finalmente, los valores obtenidos para los algoritmos en tiempos de establecimiento: AG: 2.17seg, PSO: 8.04seg, ABC: 6.87seg, ED:7.69seg. Además, en términos de sobreelongación se obtuvo AG:1.24 %, PSO: 1.01, ABC: 6.87seg, ED:7.69seg.
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