Un Nuevo Método de Identificación Basado en la Respuesta Escalón en Lazo Abierto de Sistemas Sobre-amortiguados

Luis A. Mora, Jhon E. Amaya

Resumen

En este documento se presenta un nuevo método de identificación basado en la respuesta escalón en lazo abierto de sistemas sobre-amortiguados. Inicialmente el comportamiento transitorio de funciones de transferencia con polos reales múltiples es analizado, estableciendo formulas analíticas para estimar los tiempos que tardan dichos sistemas en alcanzar determinados puntos de su curva de reacción ante estímulos del tipo escalón, incluyendo el tiempo de asentamiento para los criterios del 2% y 5% de error. Posteriormente se ha desarrollado un método de identificación utilizando 3 puntos característicos (tk, yk) de la curva de reacción, permitiendo estimar el orden proceso N, la constante de tiempo T de los polos múltiples y el tiempo muerto Ldel modelo aproximado. Para evaluar el rendimiento del método propuesto, 3 funciones de transferencia de fase mínima y 1 de fase no mínima son utilizadas para comparar con otros métodos de identificación, así como también, un modelo de un reactor químico no isotérmico; estableciendo como índice de eficiencia la raíz del error cuadrático promedio (RMSE) de la respuesta transitoria y en frecuencia de los modelos identificados respecto a las respuestas de los sistemas originales con diferentes valores relación señal a ruido (SNR). A partir de los resultados obtenidos se observó que el método propuesto logra buenas aproximaciones de las respuestas transitorias y en frecuencia, siendo un método sencillo y que requiere una baja carga computacional en comparación con otros métodos.

Palabras clave

Identificación de Procesos; Polos reales múltiples; Respuesta escalón; Raíz del error cuadrático promedio; Respuesta transitoria; Entrada escalón; Respuesta en lazo abierto; Relación señal a ruido

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Referencias

Alfaro, V., 2006. Identificacion de modelos de orden reducido a partir de la curva de reacción del proceso. Ciencia y Tecnología: Revista de la Universidad de Costa Rica 24 (2), 197–216.

Coleman, T. F., Li, Y., 1994. On the convergence of interior-reflective newton methods for nonlinear minimization subject to bounds. Mathematical Programming 67 (1), 189–224. DOI: 10.1007/BF01582221

Jhonson, M., Moradi, M., 2005. PID Control: New Identification and Design Methods. Springer-Verlag, London. DOI: 10.1007/1-84628-148-2

Keesman, K. J., 2011. System Indentification: An Introduction. Springer London.

Liu, T., Gao, F., 2010. A frequency domain step response identification method for continuous-time processes with time delay. Journal of Process Control 20 (7), 800–809. DOI: 10.1016/j.jprocont.2010.04.007

Liu, T., Wang, Q. G., Huang, H. P., 2013. A tutorial review on process identifi- cation from step or relay feedback test. Journal of Process Control 23 (10), 1597–1623. DOI: 10.1016/j.jprocont.2013.08.003

Ljung, L., 1987. System Identification: Theory for the User. Pentice Hall, United States of America.

Ljung, L., 2012. System Identification ToolboxTMUsers Guide (R2012b). The MathWorks, Inc.

Paplinski, J. P., Zuchowski, A., 2013. The strejc model parameters identification with analysis of influence of random disturbances. En: 18th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR). IEEE, Miedzyzdroje, pp. 666–671. DOI: 10.1109/MMAR.2013.6669990

Powell, M., 1970. A fortran subroutine for solving systems of nonlinear algebraic equations. En: Rabinowitz, P. (Ed.), Numerical Methods for Nonlinear Algebraic Equations. Gordon and Breach, Ch. 7, pp. 115–161.

Smith, C. A., Corripio, A. B., 1997. Principles and Practice of Automatic Process Control. John Wiley & Sons, Inc.

Soderstrom, ¨ T., Stoica, P., 1989. System Identification. Prentice-Hall International, Cambridge, United Kingdom.

Strejc, V., 1959. Naherungsv ¨ erfahren fur aperiodische ¨ uber ¨ gangscharakteristiken. Regelungstechnik, 124–128.

Wang, Q.-G., Guo, X., Zhang, Y., 2001. Direct identification of continuous time delay systems from step responses. Journal of Process Control 11 (5), 531– 542. DOI: 10.1016/S0959-1524(00)00031-7

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