RENGIFO RODAS, Carlos Felipe; CASTRO CASAS, Natalia    BRAVO MONTENEGRO, Diego Alberto. A performance comparison of nonlinear and linear control for a DC series motor. []. , 8, 1, pp.41-50. ISSN 0121-7488.

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The aim of this article is to compare the performance of linear and non-linear control in the case of a series wound DC motor. The research was focused on determining when the differences in the performance between these controllers are significant. The comparison was made on the MS150 feedback module and it included the phases of parameter estimation for the linear and the non-linear models, the statistical validation of these models and the design and implementation of the controllers. In order to make the comparison there were defined two performance criteria respectively based on the tracking error and on the control effort. These criteria were applied by considering three scenarios defined according to the range in which the velocity set point is varied. In the first scenario, the reference velocity remained constant and equal to the value of the operation point around which the linear model was obtained (60%). In the second and third scenarios the reference velocity was respectively increased from 40 % to 60 % and from 20 % to 100 %. From the experimental tests it was observed for the scenarios two and three that the tracking error and the control effort for the linear controller are superior to the non-linear ones. While for the first scenario, the linear controller presents a lower tracking error with an approximately equal control effort. From this work it was concluded that for reference velocities that are close to the operation point, the linear controller presents a significant advantage over non-linear controller.

El objetivo de este artículo es comparar el rendimiento del control lineal y no lineal para el caso de un motor de corriente continua. La investigación se centra en determinar si las diferencias en el rendimiento entre estos controladores son significativos. La comparación se realizó en el módulo feedback MS150, se incluyen las fases de la estimación de parámetros para los modelos lineales y no lineales, la validación estadística de estos modelos y el diseño e implementación de los controladores. Con el fin de hacer la comparación se definieron dos criterios de rendimiento, basado en el error de seguimiento y en el esfuerzo de control. Estos criterios se aplicaron considerando tres escenarios definidos de acuerdo con el rango en el que se varía el punto de consigna de velocidad. En el primer escenario, la velocidad de referencia se mantuvo constante e igual al valor del punto de operación alrededor de la cual se obtuvo el modelo lineal (60 %). En el segundo y tercer escenario la velocidad de referencia se aumentó, respectivamente, de 40 % al 60 %, y del 20 % a 100 %. De las pruebas experimentales se observó para los escenarios de dos y tres que el error de seguimiento y el esfuerzo de control para el controlador lineal son superiores a las no lineales. Mientras que para el primer escenario, el controlador lineal presenta un error de seguimiento inferior con un esfuerzo de control aproximadamente igual. A partir de este trabajo se concluyó que para las velocidades de referencia que están cerca del punto de operación, el controlador lineal presenta una ventaja significativa sobre controlador no lineal.

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