Experimental development of fuzzy controllers for thermal and pneumatic processes

Abstract

In this project, a Fuzzy control system is proposed in an industrial process training module with two independent systems between them, one thermal and the other pneumatic. The control algorithm is developed in Python language v3.6 executed by a Raspberry Pi B+, both controllers depend on the error and change in error that are updated in times of 2 s and 1 s, for temperature and pressure respectively, communication with the plants uses A/D and D/A converters, the thermal Fuzzy was analyzed with three temperature references [50,100 and 150]°C, with a rise time of 191 s, 360 s and 505 s; steady state error of 5.5%, 0.7% y 0.7%, in the pneumatic system the speed of change between references is evaluated from 10 psi to 15 psi varying the activation of the compressor at the beginning of the experiments, the settling times obtained are 111 s and 106 s, with the compressor off the result is 116 s and 88 s, besides a maximum excess of 13% with inherent oscillations to the type system that are in an acceptable range.

En este proyecto, se propone un sistema de control Fuzzy en un módulode entrenamiento de procesos industriales con dos sistemas independientesentre sí, uno térmico y otro neumático, el algoritmo de control se desarro-lla en lenguaje Python v3.6 ejecutado por una Raspberry Pi B+, amboscontroladores dependen del error y cambio en el error que se actualizanen tiempos de 2 s y 1 s, para temperatura y presión respectivamente, lacomunicación con las plantas emplea conversores A/D y D/A, el Fuzzytérmico se analizo con tres referencias de temperatura [50,100 y 150]◦C,con un tiempo de subida de 191 s, 360 s y 505 s; error de estado estaciona-rio de 5.5 %, 0.7 % y 0.7 %, en el sistema neumático se evalúo la velocidadde cambio entre referencias de 10 psi a 15 psi variando la activación delcompresor al inicio de los experimentos, los tiempos de asentamiento quese obtienen son 111 s y 106 s, con el compresor apagado el resultado esde 116 s y 88 s, además de un sobrepaso máximo de 13 % con oscilacionesinherentes al tipo sistema que se encuentran en un rango aceptable.