Electrónica y Sistemas Embebidos · EMB-112

Lógica difusa y control borroso con ESP32

Conjuntos borrosos, reglas lingüísticas y desfuzzificación aplicados al control de procesos reales.

Disponible Avanzado 7 módulos · 32 clases

Formato asíncrono Ingeniería / Industria Python, ESP32

IA INDUSTRIA40

Lo que aprenderás

Definir funciones de pertenencia triangulares, trapezoidales y gaussianas ajustadas al rango de cada variable.
Traducir la experiencia del operario en reglas lingüísticas del tipo si la temperatura es alta entonces reducir potencia.
Aplicar operadores de conjunción, disyunción y negación borrosa sobre las premisas de las reglas.
Realizar la inferencia Mamdani y comparar el resultado con el método Sugeno en el mismo problema.
Desfuzzificar por centroide, bisectriz y máximos, y valorar el efecto de cada método en la actuación.
Implementar el controlador borroso en ESP32 con aritmética eficiente y tiempo de ciclo determinista.

Contenido del curso

7 módulos · 32 clases en vídeo · práctica guiada en cada módulo

Módulo 1 · Del control clásico al borroso 4 clases

Procesos difíciles de modelar
Qué aporta y qué no aporta la lógica difusa
Estructura de un controlador borroso
Entorno de trabajo y planta de pruebas

Módulo 2 · Conjuntos y variables lingüísticas 5 clases

Pertenencia parcial frente a lógica binaria
Funciones triangular, trapezoidal y gaussiana
Elegir las etiquetas de cada variable
Solapamiento entre conjuntos y su efecto
Universo de discurso y normalización

Módulo 3 · Base de reglas 5 clases

Reglas si entonces con antecedente y consecuente
Recoger reglas de la experiencia del operario
Operadores borrosos de conjunción y disyunción
Cobertura y completitud de la base de reglas
Reglas contradictorias y su detección

Módulo 4 · Inferencia 5 clases

Grado de activación de cada regla
Método Mamdani paso a paso
Agregación de las salidas de las reglas
Método Sugeno y salidas funcionales
Comparación de ambos sobre el mismo problema

Módulo 5 · Desfuzzificación 4 clases

Centroide y su cálculo
Bisectriz, primer máximo y media de máximos
Efecto de cada método sobre la suavidad de la actuación
Superficie de control y su lectura

Módulo 6 · Implementación en ESP32 5 clases

Estructuras de datos para conjuntos y reglas
Aritmética eficiente sin coma flotante innecesaria
Ciclo de control con periodo fijo
Lectura de sensor y salida al actuador
Medida del tiempo de cálculo

Módulo 7 · Ajuste y caso práctico 4 clases

Ajuste de las funciones de pertenencia sobre planta real
Ensayo ante escalón y ante perturbación
Comparación con un control todo o nada
Documentación del controlador y de sus reglas

Requisitos

Programación en Python y experiencia previa con ESP32 o con otro microcontrolador.
Fundamentos de control automático: lazo cerrado, consigna, error y actuación.
Nociones de matemáticas de nivel técnico: funciones, intervalos y ponderaciones.
Una placa ESP32 con un sensor y un actuador para probar el lazo de control.

Descripción

Hay procesos que un operario experimentado gobierna bien y que cuesta escribir en forma de ecuación: un secadero, un horno con carga variable, una climatización con muchas perturbaciones. El operario razona con nociones como bastante caliente o subiendo despacio, y ese conocimiento se pierde cuando se intenta forzarlo en un modelo rígido.

El control borroso permite recoger esa experiencia tal como se expresa. El curso construye un controlador completo: definición de variables lingüísticas y funciones de pertenencia, redacción de la base de reglas con el conocimiento de quien opera, inferencia por el método Mamdani y por Sugeno, y desfuzzificación con los distintos métodos y sus consecuencias sobre la actuación.

Después se implementa en el ESP32 con aritmética eficiente y ciclo de control determinista, y se ajusta sobre una planta real observando su respuesta. Es la preparación directa para el curso de reguladores PID y Fuzzy-PID, donde ambos enfoques se combinan sobre el mismo lazo.

¿Para quién es este curso?

Ingeniería de control que gobierna procesos con mucha perturbación y modelo poco fiable.
Personal técnico que quiere formalizar el criterio de operación de una instalación antes de una jubilación o un relevo.
Ingeniería de mantenimiento que ajusta lazos de climatización, secado o temperatura con resultados irregulares.