Diseño de un controlador difuso tipo-2 T2FC mediante la estabilidad de Lyapunov en el P.E.A. con una evaluación comparativa para el control de nivel de tanques de agua con tiempo muerto FOPDT

Abstract

Este artículo presenta el diseño de un controlador difuso tipo-2 T2FC, el cual se basa en la estabilidad de Lyapunov y su función candidata para obtener las reglas base de control, para el diseño del controlador difuso tipo-2, en base a las reglas difusas establecidas por el funcionamiento del sistema de control, se utiliza de manera exclusiva las señales del error y la derivada del error, determinando las funciones de membresía tipo-2 que permita realizar el seguimiento a un nivel de referencia - set point establecido, el cual permitirá la evaluación comparativa de sistemas de control difuso para el control de nivel de tanques de agua dentro del P.E.A. El desarrollo del controlador difuso tipo-2 T2FC, se lo realizará utilizando el software de modelaje matemático MatLab 2015b con su aplicación Simulink y la librería Fuzzy Logic Type2, resaltando en el main editor, el tipo de reducción por el método de Karnik-Mendel KM, las variables difusas del sistema de inferencia FIS y el método de inferencia de Sugeno para la presentación de la variable de salida. Para la validación de los resultados, se utiliza un sistema de control de nivel de tanques de agua con tiempo muerto, mediante una maqueta virtual obtenida del software Control Station v3.7®, analizando el régimen transitorio, comparando los resultados obtenidos con los controladores difusos T2FC y T1FCThis article presents the design of a type-2 T2FC fuzzy controller, which is based on the Lyapunov stability and its candidate function to obtain the base control rules, for the design of the type- 2 fuzzy controller, based on the rules fuzzy signals established by the operation of the control system, the error signals and the derivative of the error are used exclusively, determining the type-2 membership functions that allow tracking at a reference level - established set point, which will allow the comparative evaluation of fuzzy control systems for the level control of water tanks within the P.E.A. The development of the T2FC type-2 fuzzy controller will be carried out using the MatLab 2015b mathematical modeling software with its Simulink application and the Fuzzy Logic Type2 library, highlighting in the main editor, the type of reduction by the Karnik-Mendel KM method. , the fuzzy variables of the FIS inference system and the Sugeno inference method for the presentation of the output variable. For the validation of the results, a water tank level control system with dead time is used, through a virtual model obtained from the Control Station v3.7® software, analyzing the transitory regime, comparing the results obtained with the fuzzy controllers. T2FC and T1FC