Modelación matemática para un control robusto de la planta Festo MPS-PA Compact Workstation mediante la normativa IEC-61499
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Date
2021
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Matemática Aplicada
Abstract
In the present research work, the implementation of a GPC control with restrictions
was carried out in a FESTO MPS-PA CompactWorkstation level plant through the modeling
of function blocks, thus obtaining an industrial control application with decentralized
logic which is one of the objectives of the IEC 61499 standard. The IDE used compatible
with IEC 61499 was the 4DIAC IDE and the runtime environment (runtime) 4DIAC
FORTE, in addition the BBB card was used for reading and writing data from sensors and
actuators respectively. The mathematical model of the level plant represented as a transfer
function was found by two methods: the first using linear differential equations and the
second using experimental data of the response to the step of a first order system. Three
types of restrictions were implemented: in the control increment ( Delta u(t)) to avoid unnecessary
efforts in the actuator and the output restrictions (y(t)) and control (u(t)) that
will prevent damage to the plant, the GQPA algorithm was used to optimize the objective
function.
Description
RESUMEN EJECUTIVO
En el presente trabajo de investigación se realizó la implementación de un control GPC
con restricciones en una planta de nivel FESTO MPS-PA Compact Workstation mediante
el modelado de bloques de funciones, obteniendo así una aplicación de control industrial
con lógica descentralizada el cual es uno de los objetivo del estándar IEC 61499. El IDE
empleado compatible con IEC 61499 fue el 4DIAC IDE y el entorno ejecución (runtime)
4DIAC FORTE, además se utilizó la tarjeta BBB para la lectura y escritura de datos de
sensores y actuadores respectivamente. El modelo matemático de la planta de nivel representado
como función de transferencia fue encontrada mediante dos métodos: el primero
utilizando ecuaciones diferenciales lineales y el segundo mediante datos experimentales
de la respuesta al escalón de un sistema de primer orden. Se implementaron tres tipos de
restricciones: en el incremento de control (Deltau u(t)) para evitar esfuerzos innecesarios en el
actuador y las restricciones de salida (y(t)) y control (u(t)) que evitarán daños a la planta,
el algoritmo GQPA fue empleado para optimizar la función objetivo.
Keywords
Control predictivo, Restricciones, Sistemas Distribuidos, Bloque de Funciones