Esquema híbrido por operatividad de controladores inteligentes

Abstract

La configuración de un sistema híbrido consiste normalmente en la simbiosis de dos o más subsistemas de diferentes arquitecturas pero que realizan tareas similares; es decir, se combinan sus arquitecturas con el propósito de obtener un nuevo producto que supere a sus componentes individuales. Aunque el concepto anterior es el procedimiento más común para obtener un producto híbrido, bajo ciertas condiciones, se puede aplicar un enfoque diferente y novedoso: la hibridización operativa o funcional. En este caso, los subsistemas intervinientes no modifican su arquitectura y trabajan juntos; la hibridización se realiza a nivel operativo, donde un bloque de decisión extrae los mejores segmentos operativos de cada subsistema de modo de generar un esquema global de operación optimizado. Los controladores de procesos son los sistemas que mejor se adaptan a ambos esquemas de hibridización. En este trabajo, se presenta un caso de estudio de hibridización operativa de dos controladores, uno clásico tipo PID y uno inteligente basado en lógica fuzzy, también de tipo PID. Este esquema de control se aplica sobre un modelo de tanque hidráulico con descarga gravitatoria. Los resultados revelan la superioridad operativa del esquema hibridizado respecto a cada uno de sus componentes individuales.

The configuration of a hybrid system usually consists of the symbiosis of two or more subsystems of different architectures but performing similar tasks; that is, its architectures are combined with the purpose of obtaining a new product that exceeds its individual components. Although the above concept is the most common procedure for obtaining a hybrid product, under certain conditions, a different and novel approach can be applied: operational or functional hybridization. In this case, the intervening subsystems do not modify their architecture and work together; hybridization is performed at an operational level, where a decision block extracts the best operating segments of each subsystem in order to generate a global optimized operation scheme. The process controllers are the systems that best adapt to both hybridization schemes. In this work, a case study of operational hybridization of two controllers is presented, a classic PID type and an intelligent one based on fuzzy logic, also of PID type. This control scheme is applied on a hydraulic tank model with gravitational discharge. The results reveal the operational superiority of the hybridized scheme with respect to each of its individual components.