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Control Proporcional Integral derivativo. Integrantes : Jonathan Alarcón Amanda Hernández Michael Monsalve Profesor(a): Carolina Lagos Fecha: 17/12/2012 USACH. Control PID.
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Control Proporcional Integral derivativo Integrantes : Jonathan Alarcón Amanda Hernández Michael Monsalve Profesor(a): Carolina Lagos Fecha: 17/12/2012 USACH
Control PID • Es un sistema de control que, mediante un elemento final de control (ACTUADOR), es capaz de mantener una variable o proceso en un punto deseado dentro del rango de medición del sensor que la mide.
Funcionamiento • El CONTROLADOR lee una señal externa que representa el valor que se desea alcanzar. Esta señal recibe el nombre de PUNTO DE REFERENCIA. La cual tiene la misma naturaleza y rango de valores que la señal que proporciona el sensor. • Para hacer posible esta compatibilidad y que, a su vez, la señal pueda ser entendida, es necesario un interfaz. • El CONTROLADOR resta la señal de punto actual a la señal de PUNTO DE REFERENCIA , obteniendo la SEÑAL DE ERROR (diferencia entre valor deseado y valor medido).
Funcionamiento • La SEÑAL DE ERROR es utilizada por cada una de las 3 componentes de un controlador PID, para generar las 3 señales que sumadas, componen la señal que el CONTROLADOR va a utilizar para gobernar al ACTUADOR. • La señal resultante de la suma de estas 3 señales se llama VARIABLE MANIPULADA y no se aplica directamente sobre el ACTUADOR, si no que debe ser transformada para ser compatible con el ACTUADOR que usemos.
Control PID • Un error en estado estacionario puede eliminarse introduciendo un bucle de realimentación integral, esto es un bucle de realimentación con respecto a la integral del error de posición. Así se obtiene un regulador que a menudo se aplica a numerosos sistemas. El regulador tiene una acción proporcional, P; integral, I; y diferencial D. • El uso de los valores de la ganancia proporcional y el tiempo de integración ajustan la respuesta del sistema.
Acción Proporcional • Una ventaja de esta estrategia de control, es que sólo requiere del cálculo de un parámetro (ganancia Kc) y, además, genera una respuesta bastante instantánea. • Sin embargo, el controlador proporcional posee una característica indeseable, que se conoce como error en estado estacionario (offset).
Acción integrativa • La acción integral da una respuesta proporcional a la integral del error. Esta acción elimina el offset, ´pero se obtiene una mayor desviación del set point, la respuesta es más lenta y el periodo de oscilación es mayor que en el caso de la acción proporcional. • La salida m(t) del controlador es proporcional a la integral de error e(t). • Donde Ki es una constante, llamada “ganancia integral”
Acción derivativa • La acción derivativa da una respuesta proporcional a la derivada del error (velocidad de cambio del error). Añadiendo esta acción de control a las anteriores , se elimina el exceso de oscilaciones. No elimina el offset. Se manifiesta cuando hay un cambio absoluto en el error; ( si el error es constante, solamente actúan los modos proporcional e integral). • La salida m(t) del controlador, es proporcional a la derivada del error e(t). • Donde Kd es una contante, llamada “ganancia derivativa”
Tres componentes • ACCIÓN PROPORCIONAL • ACCIÓN INTEGRAL • ACCIÓN DERIVATIVA • ACCIÓN DE CONTROL PROPORCIONAL INTEGRAL DERIVATIVA : reúne la ventajas de cada una de las tres acciones.
Usos y aplicaciones • Típicamente un control PID se usa cuando la velocidad de un ventilador o bomba necesita ser controlado basándonos en la presión, caudal o temperatura. • El control PID proporciona una forma más exacta, precisa y eficiente para gestionar por ejemplo sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. El software de control adaptativo supervisa el rendimiento de un bucle particular y automáticamente ajusta los parámetros PID para mejorar el rendimiento.
Usos y aplicaciones • Los rotores de un motor pueden hacerse funcionar con sensores y actuadores que, a través de un sistema de control, pueden realizar diferentes tareas. El sistema de control, con sus sensores y actuadores, puede actuar en sólo unos pocos grados de libertad del rotor, por ejemplo suministrando amortiguación adicional, o puede controlar completamente su posición en espacio. • Los rodamientos magnéticos son quizás el ejemplo más común del control activo aplicado a las dinámicas de los rotores. • En general, los esquemas de control PID pueden usarse con controladores PID electrónicos, hidráulicos y neumáticos.
