Optimización de Respuesta por Método Taguchi de Controlador PID Segmentado para Estabilización de Sistema de Calentamiento de Agua

Resumen

La inercia térmica en sistemas de calentamiento de agua repercute en la estabilidad y precisión de la respuesta. Esto implica la aparición de un sobreimpulso que, sin sistemas de refrigeración, incrementa el tiempo de asentamiento. Este estudio presenta la optimización de la respuesta en estado estacionario y la reducción del sobreimpulso de un sistema de calentamiento de 7 litros de agua, utilizando un controlador PID segmentado con reinicio de la ganancia integral y ajuste en la velocidad de iteración. Se emplearon matrices de Taguchi para determinar la configuración óptima de seis factores de entrada: las ganancias del controlador K_p, K_i, K_d, el periodo de muestreo T_s, la potencia del elemento calefactor P_c y la velocidad angular w_a del agitador. Los resultados revelan que la potencia del calefactor, la velocidad angular del agitador y la ganancia integral tienen un impacto considerable en la estabilidad, medida a través de la desviación estándar.