tc 6 1 controlador pid
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UNEXPODEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICASECCIÓN DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
TEORIA DE CONTROL
Prof. Saturno Sarmiento
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ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID DEFINICIÓN: Es un algoritmo de control que está compuesto por tres
términos, es decir, por el término Proporcional (P), por el término Integral (I) y por el término Derivativo (D). También se le conoce como el controlador de los tres términos: P, I y D.
El algoritmo de control PID - Proporcional, Integral, Derivativo - es el de más uso en la industria, y esto en sí mismo es una razón fundamental para estudiarlo, conocer bien sus parámetros, saber en qué situaciones debe aplicarse, entender bien su funcionamiento y saber diferentes metodologías de entonación de sus constantes.
El controlador es el dispositivo que lleva a cabo la Operación de Decisión en el Sistema de Control. Para llevar a cabo esta operación el controlador hace lo siguiente: a.) Compara la señal del proceso que este recibe desde el sensor-transmisor (la variable controlada) con la referencia. La referencia es el valor deseado de la señal de proceso. b.) En base a los resultados de la comparación hecha y en base a un determinado algoritmo, envía una señal de salida apropiada a la válvula, o a cualquier otro elemento final de control, en orden para mantener la variable controlada en su valor deseado.
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ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID - CONT
( ) ( )IC P D
KU s K K S E s
S
1( ) 1 ( )C C D
I
U s K T S E sT S
C
II
KK
T
D C DK K T( )
( ) ( ) ( )C C P I D
de tu t u K e t K e t dt K
dt
1 ( )( ) ( ) ( )C C C D
I
de tu t u K e t e t dt T
T dt
P CK K
ESTRUCTURA TÍPICA DE UN SISTEMA DE CONTROL PID
( )cu t+
++
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EQUIPO REAL CONTROLADOR PID CONTINUO
( )CU s
CONTROLADOR PID REAL HECHO CON OPAM
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EQUIPO REAL CONTROLADOR PID DIGITAL
CONTROLADOR PID INDUSTRIAL HECHO CON μP.MODELO SIPART DR20 DE LA FIRMA SIEMENS
VISTA FRONTAL
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EQUIPO REAL CONTROLADOR PID DIGITAL - CONT
CONTROLADOR PID INDUSTRIAL HECHO CON μP.MODELO SIPART DR20 DE LA FIRMA SIEMENS
VISTA POSTERIOR
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EQUIPO REAL CONTROLADOR PD CONTINUO - MECANICO
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REALIZACIÓN FÍSICA DE UN CONTROLADOR PD IDEAL
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REALIZACIÓN FÍSICA DE UN CONTROLADOR PI IDEAL
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REALIZACIÓN FÍSICA DE UN CONTROLADOR PID IDEAL
Inversor (-1)
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Control PID con derivada en la señal de salida. El término derivativo se ha sustituido por un modelo de primer orden con retardo.
ALGORITMO REAL DE CONTROL CONTINUO PID - CONT
( )cu t
1
N
Modelo de la Planta
( )cu t
“N” debe ser un número muy grande, tanto como
sea posible. Si se designa α como el
inverso de “N” se tiene un rango de trabajo que
nos puede ayudar a encontrar “N”
++e(t)
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INFLUENCIA DE “N” EN LA RESPUESTA Y EN EL ERROR
ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID - CONT
1
1
1
P
I
D
K
T
T
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COMPARACIÓN DE LA RESPUESTA TEMPORAL CUANDO EL TÉRMINO DERIVATIVO ESTÁ EN LA TRAYECTORIA DIRECTA Y CUANDO ESTE RECIBE COMO ENTRADA LA SEÑAL DE SALIDA y(t).
ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID - CONT
Término derivativo que recibe como entrada a y(t)
Término derivativo en la trayectoria directa. Se deriva el error e(t)
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RESPUESTA DEL SISTEMA ANTE EL ESCALÓN UNITARIO CON CONTROLADOR tipo “P”
ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID - CONT
EN SISTEMAS DE ALTO ORDEN ESTABLES,
CUANDO KP AUMENTA INDISCRIMINADAMENTE
PUEDE HACER EL SISTEMA INESTABLE
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RESPUESTA DEL SISTEMA ANTE EL ESCALÓN UNITARIO CON CONTROLADOR PI Y PID
ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID - CONT
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ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
FORMULA DEL ALGORITMO PID
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ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
DEFINICIÓN DE SINTONÍA DE PARÁMETROS:
Consiste en el proceso llevado a cabo para ajustar los parámetros de un controlador.
Para un Controlador PID se trata del proceso realizado para ajustar los parámetros Kc (KP), TI (KI), TD (KD) y obtener los mejores valores de estos.
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ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID - CONT ORIGINAL ZIEGLER - NICHOLS
TABLA DE ENTONACIÓN
Eje Imaginario
Eje real
Respuesta temporal Gráfica de Nyquist
Para la respuesta temporal Para la respuesta en frecuenciaTipo de Controlador
( ) MODELO DE BAJO ORDEN1
LSKeG s
TS
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TABLAS DE ENTONACIÓN PARA ALGORITMO DE CONTROL PID USANDO
LA PRUEBA DE LAZO ABIERTO
“CURVA DE REACCIÓN DEL PROCESO”
TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
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TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
LOS PARÁMETROS DE ESTA TABLA SE OBTIENEN DE LA PRUEBA DE LAZO ABIERTO
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TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
LOS PARÁMETROS DE ESTA TABLA SE OBTIENEN DE LA PRUEBA DE LAZO ABIERTO
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TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
LOS PARÁMETROS DE ESTA TABLA SE OBTIENEN DE LA PRUEBA DE LAZO ABIERTO
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TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
LOS PARÁMETROS DE ESTA TABLA SE OBTIENEN DE LA PRUEBA DE LAZO ABIERTO
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TABLAS DE ENTONACIÓN PARA ALGORITMO DE CONTROL PID USANDO LA PRUEBA DE LAZO
CERRADO
TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
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TABLA DE ENTONACIÓN DEL ALGORITMO DE CONTROL CONTINUO PID
ESTAS TABLAS RESPONDEN MUY
BIEN ANTE CAMBIOS EN LAS
PERTURBACIONES
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TODAS LAS TABLAS ANTERIORES
GARANTIZAN UNA RAZÓN DE
DECAIMIENTO (RDC) DE UN CUARTO:
1
4D C
RAZÓN DE DECAIMIENTO DE UN CUARTO RESPUESTA TEMPORAL CON CONTROLADOR