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Título : Construcción de un controlador de temperatura basado en lógica difusa aplicado al sistema de enfriamiento del láser de una máquina de corte CNC.
Autor : Cuenca Ramos, Silvia Elizabeth
Yumbillo Morocho, Janeth Alexandra
Director(es): Lozada Yánez, Pablo Eduardo
Tribunal (Tesis): Hernández Ambato, Jorge Luis
Palabras claves : CONTROL DE TEMPERATURA;SISTEMA DE ENFRIAMIENTO;LÓGICA DIFUSA;ANÁLISIS COMPARATIVO;CONTROLADOR DE TEMPERATURA CLÁSICO
Fecha de publicación : nov-2018
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Cuenca Ramos, Silvia Elizabeth; Yumbillo Morocho, Janeth Alexandra. (2018). Construcción de un controlador de temperatura basado en lógica difusa aplicado al sistema de enfriamiento del láser de una máquina de corte CNC. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFIYE;108T0274
Abstract : The following investigation is about the construction of a water-cooling system for a carbon dioxide (CO₂) laser tube of 100 W with a fuzzy control. First, an analysis was done to identify the physical elements to be part of the system. Once the system was implemented, an experimental method and data processing with Matlab were used to obtain the mathematical model that represents it. Based on the model obtained, a proportional- integral- derivative controller (PID) to maintain the refrigerant of the system in the ideal operational conditions was developed. After that, two controllers were designed using the fuzzy logic. For these controllers, the error and the derivative of error were used as the input, and as an output the percentage of the work cycle in a signal with Pulse Width Modulation (PWM) was used. For both controllers the same fuzzification process was followed. On the other hand, for the inference and defuzzification stage the method Mamdani and Takagi- Sugeno- Kang (TSK) were applied to compare them. The third controller was developed using the fuzzy logic with the inference method TSK to the proportional- integral- derivative controller in the variation of the variable gains proportional and integral. The controllers developed were applied and the cooling system performance was analyzed with every controller in transitory and stationary time. After the assessment, it was determined that performance with the controllers based on the fuzzy logic is better than the performance with the derivative controllers. We came to this conclusion because when the Mamdani and TSK inference methods were applied, no alterations over the limit were observed and the settling temperature time was inferior. On the other hand, with the derivative controllers with variable gains applying the TSK method, the results obtained were better depending on the base of the rules used.
Resumen : Este trabajo trata de la construcción de un sistema de enfriamiento por agua para un tubo láser de Dióxido de Carbono (CO2) de 100W con control difuso. Inicialmente se realizó un análisis para identificar los elementos físicos a componer el sistema. Una vez implementado se empleó un método experimental y procesamiento de datos con Matlab para obtener el modelo matemático que lo represente. En base al modelo obtenido se desarrolló un controlador de temperatura clásico Proporcional e Integral (PI) para mantener el refrigerante del sistema dentro de las condiciones óptimas de funcionamiento. Posteriormente se diseñó dos controladores aplicando lógica difusa para los cuales se estableció como entradas el error y a la derivada del error y como salida el porcentaje del ciclo de trabajo de una señal con Modulación por Ancho de Pulso (PWM). Para ambos controladores se siguió el mismo proceso de fusificación mientras para la etapa de inferencia y defusificación se aplicó el método Mamdani y Takagi-Sugeno-Kang (TSK) para su comparación. Se desarrolló un tercer controlador aplicando lógica difusa con el método de inferencia TSK al controlador clásico PI en la variación de las ganancias proporcional e integral. Se realizó la implementación de los controladores desarrollados y se analizó el comportamiento del sistema de enfriamiento con cada uno tanto en tiempo transitorio como estacionario. Del análisis se determinó un mejor comportamiento con los controladores basados en lógica difusa frente al controlador clásico. Puesto que al aplicar los métodos de inferencia Mamdani y TSK no se observó sobrepaso y se obtuvo un menor tiempo de establecimiento de la temperatura. Mientras con el controlador clásico PI con ganancias variables aplicando TSK se obtuvo respuestas mejoradas dependiendo de la base de reglas empleadas.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/9255
Aparece en las colecciones: Ingeniería en Electrónica, Control y Redes Industriales

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