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https://hdl.handle.net/20.500.12104/81500
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Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
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dc.contributor.advisor | Zúñiga Haro, Pável | |
dc.contributor.advisor | Alanís García, Alma Yolanda | |
dc.contributor.advisor | Arana Daniel, Nancy Guadalupe | |
dc.contributor.advisor | Zúñiga Haro, Pável | |
dc.contributor.author | Escobedo Mazariegos, Aldrin Ovidio | |
dc.date.accessioned | 2020-08-10T16:04:59Z | - |
dc.date.available | 2020-08-10T16:04:59Z | - |
dc.date.issued | 2020-03-05 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12104/81500 | - |
dc.identifier.uri | https://wdg.biblio.udg.mx | |
dc.description.abstract | En el diseño de un sistema de control es importante determinar adecuadamente los parámetros del controlador, puesto que la respuesta del sistema controlado depende de la robustez del controlador y de la calidad de sintonización de sus parámetros. En la literatura existen dos métodos generales de optimización, analíticos y numéricos, dentro de estos últimos se encuentra la optimización metaheurística. Los algoritmos de optimización metaheurística están diseñados para emular algún tipo de fenómeno natural (comportamiento de grupos de animales, leyes de la física o teoría de la evolución) y aplicarlos a resolver problemas de optimización. En este trabajo se aborda el tema de sintonización de parámetros de un controlador de voltaje como un problema de optimización, se utilizan algoritmos de optimización metaheurística: optimización por enjambre de partículas (PSO), evolución diferencial (DE) y optimización de centro germinal (GCO) para sintonizar los parámetros del controlador. El objetivo principal de este procedimiento es lograr una respuesta transitoria con un mínimo de error acumulado a partir de la minimización de una función de costo. Primeramente, se realiza la sintonización de un controlador PI para una planta de proceso representada por una función de transferencia de segundo orden, esto sirve como entrenamiento para ajustar los parámetros de los operadores propios de cada algoritmo y comprobar el buen funcionamiento y convergencia de los mismos. Se presenta el caso de sintonización de los parámetros de un controlador para convertidor electrónico cd/cd tipo buck, para el cual se utilizan distintas integrales de error como funciones de costo para evaluar el rendimiento de la optimización. El desempeño del controlador sintonizado de mantener la respuesta transitoria deseada se evalúa mediante distintos casos de seguimiento de un valor de referencia; además, se mejora la respuesta de voltaje a la salida del convertidor introduciendo términos secundarios en la función de costo (sobreimpulso, subimpulso y tiempo de establecimiento). Asimismo, se agregan factores de ponderación a cada término de la función de costo para priorizar la importancia de minimizar dichos términos. Por otro lado, a fin de mejorar los resultados obtenidos, se ha realizado un ejemplo de metaoptimización para encontrar las ponderaciones óptimas de la función de costo con la cual se evalúa el rendimiento de los algoritmos de optimización. En todos los casos, los resultados muestran que el algoritmo PSO es el que presenta mejor precisión de convergencia y la mejor minimización de la función de costo, sin embargo, es el algoritmo que requiere mayor tiempo computacional para obtener los resultados. Por el contrario, GCO es el algoritmo que demanda menor tiempo computacional pero con un error de convergencia relativamente mayor que el obtenido por PSO, mientras que DE se encuentra en un término medio tanto para el tiempo computacional como para la precisión de convergencia. | |
dc.description.tableofcontents | Resumen III Abstract IV Lista de figuras V Lista de tablas VIII Lista de Acrónimos X Tabla de contenido XI Capítulo I Introducción 1 1.1 Antecedentes............................................................................................................ 1 1.1.1 Sintonización de parámetros de controladores ............................................ 2 1.1.2 Controladores para sistemas no lineales...................................................... 4 1.1.3 Concepto de convertidor electrónico cd/cd ................................................. 5 1.2 Justificación ............................................................................................................. 6 1.3 Objetivos.................................................................................................................. 7 1.4 Hipótesis .................................................................................................................. 7 1.5 Metodología............................................................................................................. 7 1.6 Organización de la tesis ........................................................................................... 8 1.7 Referencias .............................................................................................................. 9 Capítulo II Sintonización de controladores utilizando algoritmos de optimización metaheurística 12 2.1 Introducción........................................................................................................... 12 2.2 Conceptos de optimización.................................................................................... 13 2.2.1 Elegir un indicador de rendimiento ........................................................... 14 2.3 Métodos de optimización metaheurística .............................................................. 16 2.3.1 Motivación para la utilización de algoritmos de optimización metaheurística............................................................................................ 17 XII 2.3.2 Optimización de enjambre de partículas ................................................... 19 2.3.3 Algoritmo evolución diferencial ............................................................... 20 2.3.4 Optimización del centro germinal ............................................................. 21 2.4 Sintonización de los parámetros de un controlador mediante optimización metaheurística ........................................................................................................ 22 2.4.1 Descripción del sistema de prueba ............................................................ 23 2.4.2 Características de los algoritmos de optimización .................................... 25 2.4.3 Resultados de simulación .......................................................................... 26 2.5 Conclusiones del capítulo ...................................................................................... 29 2.6 Referencias ............................................................................................................ 29 Capítulo III Sintonización de un controlador para convertidor cd/cd tipo buck mediante optimización metaheurística 32 3.1 Introducción........................................................................................................... 32 3.2 Descripción del convertidor cd/cd tipo buck ......................................................... 33 3.3 Descripción de la técnica de optimización ............................................................ 35 3.4 Alcanzar un valor de voltaje de referencia ............................................................ 36 3.4.1 Resultados de simulación .......................................................................... 37 3.5 Seguimiento de un punto de referencia ................................................................. 43 3.5.1 Resultados de simulación .......................................................................... 44 3.6 Conclusiones del capítulo ...................................................................................... 47 3.7 Referencias ............................................................................................................ 48 Capítulo IV Análisis de funciones de costo 49 4.1 Introducción........................................................................................................... 49 4.2 Seguimiento de referencia ..................................................................................... 49 4.2.1 Ejemplo de optimización utilizando distintas funciones de costo............. 50 4.3 Factores de ponderación en la función de costo .................................................... 54 4.4 Clasificación de las funciones de costo ................................................................. 54 XIII 4.4.1 Funciones de costo sin factores de ponderación ....................................... 55 4.4.2 Funciones de costo con términos secundarios........................................... 55 4.4.2.1 Ejemplo de cambio de carga ...................................................... 59 4.4.3 Funciones de costo con términos de importancia equivalente .................. 62 4.5 Ajuste de los factores de ponderación ................................................................... 63 4.5.1 Funciones de costo con términos secundarios........................................... 63 4.5.1.1 Ejemplo de reducción de sobreimpulso ..................................... 63 4.5.1.2 Ejemplo de funciones de costo parciales con términos secundarios ................................................................................. 65 4.5.1.3 Metaoptimización de la función de costo................................... 68 4.6 Conclusiones del capítulo ...................................................................................... 71 4.7 Referencias ............................................................................................................ 72 Capítulo V Conclusiones 74 5.1 Conclusiones generales ......................................................................................... 74 5.2 Aportaciones .......................................................................................................... 75 5.3 Trabajos futuros ..................................................................................................... 75 Apéndice A Descripción del algoritmo de optimización de enjambre de partículas.................................................................................................. 76 Apéndice B Descripción del algoritmo de optimización de evolución diferencial ..... 81 Apéndice C Descripción del algoritmo de optimización del centro germinal............. 86 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dc.format | application/PDF | |
dc.language.iso | spa | |
dc.publisher | Biblioteca Digital wdg.biblio | |
dc.publisher | Universidad de Guadalajara | |
dc.rights.uri | https://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp | |
dc.subject | Ingenieria Electrica | |
dc.title | Sintonización de parámetros para controlador PI de un convertidor buck mediante optimización metaheurística | |
dc.type | Tesis de Maestria | |
dc.rights.holder | Universidad de Guadalajara | |
dc.rights.holder | Escobedo Mazariegos, Aldrin Ovidio | |
dc.coverage | GUADALAJARA, JALISCO | |
dc.type.conacyt | masterThesis | - |
dc.degree.name | MAESTRIA EN CIENCIAS EN INGENIERIA ELECTRICA | - |
dc.degree.department | CUCEI | - |
dc.degree.grantor | Universidad de Guadalajara | - |
dc.degree.creator | MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERIA ELECTRICA | - |
Aparece en las colecciones: | CUCEI |
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