Evaluación del control de flujo en un prototipo de unidad electroneumática para ventilador mecánico mediante un método PID versus uno de Lógica Difusa
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Date
2024-03-15
Authors
González Vega, Lina AlexandraGriffith Gálvez, Issa Mariam
Asesor
Lescher, Alfredo
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Especializada de las Américas
Abstract
En la actualidad, los ventiladores comerciales de vanguardia y alta tecnología
están diseñados para suministrar un flujo constante y preciso, asegurando así la
precisión del tratamiento ventilatorio. Es por ello que el objetivo de esta
investigación es evaluar el control de flujo en un prototipo de unidad
electroneumática para ventilador mecánico mediante un método PID versus uno
de Lógica Difusa.
Específicamente, se busca determinar si se obtienen evidencias de ser superior
el desempeño del control de lógica difusa sobre el PID en dicha aplicación. Por tal
motivo, la metodología está fundamentada en la medición y análisis numérico. El
diseño de esta investigación es cuasiexperimental, de laboratorio. De modo que,
se tomaron muestras, a conveniencia, de los datos de las variables, bajo un
esquema y condiciones preestablecidas. En cuanto al tipo de estudio, es
considerado cuantitativo, experimental y aplicado.
Los principales resultados muestran que, el tiempo de asentamiento en el control
PID es más corto que en el control por lógica difusa, no obstante, el control difuso
presenta una mejora en el volumen de 900 mL, lo que destaca la eficiencia de
dicho controlador en condiciones de mayor demanda. Por otra parte, con relación
a la estabilidad, de acuerdo al análisis de Nyquist, la curva del control difuso está
más alejada del origen y por ende del punto (-1, 0j) en comparación a la curva del
control PID, lo que indica una mejor estabilidad y un sistema más robusto frente a
variaciones o perturbaciones.
Description
Nowadays, state-of-the-art, high-tech commercial ventilators are designed to
provide a constant and accurate flow, thus ensuring the precision of ventilatory
treatment. Therefore, the objective of this research is to evaluate the flow control
in a prototype electro-pneumatic unit for mechanical ventilator using a PID versus
a Fuzzy Logic method.
Specifically, the intention is to determine if there is evidence of superior
performance of fuzzy logic control over PID in this application. For this reason, the
methodology is based on measurement and numerical analysis. The design of this
research is quasi-experimental, laboratory. Thus, samples were taken, at
convenience, of the data of the variables, under a pre-established scheme and
conditions. In terms of the type of study, it is considered quantitative, experimental
and applied.
The main results show that the settling time in the PID control is shorter than in the
fuzzy logic control, however, the fuzzy control presents an improvement in the
volume of 900 mL, which highlights the efficiency of this controller in conditions of
higher demand. On the other hand, in relation to stability, according to the Nyquist
analysis, the curve of the fuzzy control is farther away from the origin and therefore
from the point (-1, 0j) compared to the curve of the PID control, which indicates a
better stability and a more robust system against variations or disturbances.
Keywords
controlflujológica difusaPIDventilación pulmonarvolumen
Cómo citar
Alexandra, G. V. L. & Mariam, G. G. I. (2024). Evaluación del control de flujo en un prototipo de unidad electroneumática para ventilador mecánico mediante un método PID versus uno de Lógica Difusa. Universidad Especializada de las Américas. https://repositorio2.udelas.ac.pa/handle/123456789/1470