A Comparative Study between Level Controllers for Open Channels Based on a Collocation Model
Comparacion de controladores de nivel para canales abiertos basados en un modelo por colocacion
Résumé
This paper proposed a comparative study between different nonlinear control techniques for level regulation in an open channel. Flow dynamics in a canal can be modeled by Saint-Venant equations. In this paper three control laws derived from a collocation model are presented. These laws are: input output linearization, dynamic input output linearization, and backstepping. A one-dimensional simulator that solves Saint-Venants equations was implemented, allowing to study the controlled system. The results showed that the dynamic input output linearization control technique was the best among the studied control techniques, and that these techniques are reliable in the cases studied.
El propósito del presente estudio es comparar el funcionamiento de controladores no lineales de nivel para canales abiertos. La dinámica del flujo en canales abiertos normalmente se representa mediante las ecuaciones de Saint-Venant. En este trabajo se presentan tres leyes de control no lineal que se desarrollaron a partir de un modelo de colocación. Las leyes incluidas son: linealización entrada salida, linealización entrada salida dinámica y linealización por realimentación escalonada (backstepping). Se implementó un simulador unidimensional para resolver las ecuaciones de Saint-Venant, lo que permitió estudiar el comportamiento del sistema controlado. Los resultados de funcionamiento mostraron que la técnica de linealización entrada-salida dinámica parece ser la mejor de las tres estudiadas y que éstas técnicas muestran ser bastante precisas en los casos estudiados.