Aplicación de algoritmos de optimización metaheurísticos en el diseño de controladores en sistemas no lineales

Abstract

En este proyecto de investigación se propone la aplicación del algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) como método para realizar la sintonización de un Controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID) en un convertidor de tensión de Corriente Directa (CD-CD). Este algoritmo de optimización es un esquema poblacional que permite obtener soluciones óptimas bajo una función objetivo (costo), mientras se establecen las condiciones de operación adecuadas. Los parámetros del algoritmo PSO se sintonizan adecuadamente junto a la función de costo y la función de transferencia del sistema para obtener el valor óptimo de las ganancias Kp, Ki y Kd del controlador que permitan obtener el voltaje de salida con el menor rizo posible y demás especificaciones de diseño. El convertidor de voltaje (elevador/reductor) CD-CD en su concepción es intrínsecamente un sistema no lineal, el cual se linealiza a través del Jacobiano de las ecuaciones de estado. Dicho sistema es afectado por la acción de un control PID sintonizado por las metaheurísticas. Dichas técnicas permiten desarrollar controladores eficientes para modelos no lineales o lineales altamente complejos, convirtiéndose en una alternativa a las técnicas clásicas de sintonización de controladores, tales como el método del lugar geométrico de las raíces o el método de respuesta en frecuencia.