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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CONTROL DIFUSO
Sistema experto en tiempo real que implementa una parte de la forma de operar de una persona o de un proceso con experiencia en ingeniería que no puede expresarse fácilmente como parámetros PID o como ecuaciones diferenciales, sino como reglas situación acción.
Los sistemas difusos de control son aproximado res funcionales genéricos, es decir, dado un cierto nivel de error, se puede encontrar un sistema borroso de control que aproxime cualquier función con un error menor que el fijado.
Ventajas del control difuso
En los últimos años los sistemas difusos se han venido consolidando como una herramienta útil para tratar y modelar sistemas complejos y no lineales.
Especialmente en áreas como el control, en el procesamiento de imágenes, la robótica y la electrónica de consumo.
El control difuso han sido incorporados en un gran número de productos y procesos.
Como por ejemplo: En el control automático ha desempeñado una función vital en el avance de la ingeniería y de la ciencia.
Se a aplicado en sistemas de vehículos espaciales, guiado de misiles, robótica, etc.
Caracteristicas de los controladores difusos
Son bastante intuitivos: la posibilidad de usar expresiones con imprecisión genera modelos intuitivos.
Tolerancia al ruido: como una salida depende de varias reglas no se vera afectada si se produce una perturbación (ruido).
estabilidad: en caso de caída del sistema esta se produce lentamente, dando tiempo de tomar medidas
No necesita un modelo matemático preciso del sistema a controlar: permite controlar sistemas que son imposibles de controlar con sistemas de control clásicos.
Permiten gran precisión: similar a los sistemas no difusos
Pueden ser evaluadas mayor cantidad de variables.
Este relaciona entradas y salidas, sin tener que entender todas las variables, permitiendo que el sistema pueda ser más confiable y estable que uno con un sistema de control convencional.
Simplifica asignación de soluciones previas a problemas sin resolver.
Es posible obtener prototipos, rápidamente, ya que no requiere conocer todas las variables acerca del Sistema antes de empezar a trabajar.
El desarrollo de estos es más económico que el de sistemas convencionales, porque son más fáciles de designar.
Simplifican la adquisición y representación del conocimiento.
Alta velocidad de respuesta Por medio de ellos es
cómodo designar rápidamente un prototipo que sistemas convencionales.
El diseño de controlador basado en lógica difusa supone establecer un compromiso entre diversos criterios de diseño:
Desventaja del control difuso
velocidad
flexibilidadprecisión
Para conseguir los resultados deseados debe plantearse la velocidad de respuesta del sistema de control, la cual vendrá limitada por factores como el grado de precisión requerido o la flexibilidad del diseño.
Así si deseamos una alta precisión en el control necesitaremos una gran cantidad de conjuntos para cada variable y un alto número de reglas, lo cual exigirá una elevada cantidad de cálculos, causando aumento del tiempo de respuesta.
Así si deseamos que el sistema de control tenga flexibilidad de adaptaciones a los cambios del sistema y aprenda de los errores cometidos, serán necesarios muchos más cálculos adicionales, que también aumentan el tiempo de respuesta.
Evidentemente estas opciones influyen en el costo del sistema final, y en muchos casos será la mayor restricción de diseño.
Es difícil desarrollar el modelo de un sistema fuzzy
Requieren mayor simulación Necesitan ajustes después de ser puestos en
operación Relativamente alto costo del sistema de
desarrollo Poca flexibilidad en los programas de
implantación de sistemas expertos, cuando se desea cambiar un valor particular en una regla
Tendencia en favor de la precisión matemática y en los modelos lineales
COMPARACION ENTRE CONTROL PID Y DIFUSO
Resultados de control de temperatura tanto PID como Difuso
El control difuso presenta tiempos de respuesta mucho menores que el control PID. Esto es quizás la ventaja más importante de este control ya que ocasiona que la temperatura del bloque se estabilice más rápido que con el control PID.
Ambos controles presentan valores muy pequeños de error en estado estable, sin embargo, el control difuso tiene un error más pequeño en la mayoría de los casos.
Esto asegura que las variaciones de la temperatura del bloque en estado estable sean mínimas y alcancen una variación menor al ± 0.05 °C.
El control PID presentan una precisión bastante buena, sin embargo el control difuso presenta una precisión mayor en la mayoría de los casos, esto como reflejo directo del menor error en estado estable que presenta este control.
El control Difuso responde mejor a las perturbaciones que el control PID.
La ventaja principal que presenta el control PID sobre el difuso, se ve reflejada en el sobretiro nulo que presenta este en su respuesta, lo que asegura que nunca se exceda la referencia. Sin embargo, el control difuso presenta pequeños sobretiros que desaparecen rápidamente sin alterar para nada el tiempo de estabilidad del control.
Resultados de las pruebas realizadas al control de temperatura PID y Difuso para un tiempo de muestreo de 30 minutos.
En el control difuso, si la perturbación es fuerte la temperatura cae pero se estabiliza en una valor que esta aun en el rango admisible de error ( cae apenas en 0.5 °C ); mientras que el PID cae tres veces más. Cuando la perturbación desaparece, el control difuso estabiliza de manera más rápida la temperatura del bloque; mientras que el control PID necesita de al menos 5 minutos más para estabilizar la temperatura.
