Diseño de un regulador para el control de la posición, velocidad y fuerza de un actuador mediante la técnica de Loopshaping

Abstract

El presente trabajo de investigación estudia la robustez de los controladores ante perturbaciones e incertidumbres presentes en una planta neumática, a través de la aplicación de la Técnica de Control Loopshaping y la Teoría de Control Clásica PI, PD. Para ello, se plantearon los objetivos de: recabar y analizar la bibliografía correspondiente a la técnica de control loopshaping así como los diferentes modelos de servomecanismos; desarrollar esquemáticamente la planta propósito de estudio; desarrollar el modelo matemático lineal de la planta; diseñar el esquema de control mediante la Teoría de Loopshaping; implementar a través de una herramienta de computación el esquema de control diseñado y ensayar el controlador; analizar y evaluar el comportamiento de las variables del servomecanismo (posición, velocidad y fuerza); comparar los resultados obtenidos en el esquema de control diseñado con la técnica de control lineal PI, PD. Debido a los objetivos anteriormente descritos se hizo necesario llevar a cabo una metodología, la cual indica el procedimiento a seguir para cumplir con los objetivos. A partir de esto, se realizó la modelación matemática, se linealizó la planta de estudio, posteriormente se diseñaron los reguladores mediante Loopshaping y mediante la Teoría Clásica de Control que permiten el estudio del comportamiento del servomecanismo sometido a incertidumbres y perturbaciones. Luego se realizó la comparación de los reguladores y se estableció los beneficios obtenidos. Finalmente, se concluyó que los controladores mediante la Técnica de Control Loopshaping poseen una estabilidad robusta y un nivel de persistencia más elevado que los controladores diseñados mediante la Teoría de Control Clásica.