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Control PID avanzado

Autor: Pearson Educación
Curso:
9,50/10 (2 opiniones) |1175 alumnos|Fecha publicación: 21/10/2010
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Capítulo 2:

 PID. Controladores de realimentación

PID. Proceso de realimentación

Figura 1.1 Diagrama de bloques de un proceso con un controlador por realimentación.

En la Figura 1.1 se muestra un sistema de realimentación sencillo mediante un diagrama de bloques. El sistema tiene dos grandes componentes, el proceso y el controlador, representados como cajas con flechas que denotan la relación causal entre entradas y salidas. El proceso tiene una entrada, la variable manipulada (MV), también llamada variable de control. Se denota por u. La variable de control influye sobre el proceso vía un actuador, que suele ser una válvula o un motor.

La salida del proceso se llama la variable de proceso (PV) y se representa por y. Esta variable se mide con un sensor. En la Figura 1.1 el actuador y el sensor se consideran parte del bloque etiquetado _Proceso_. El valor deseado de la variable de proceso se llama el punto de consigna (SP) o valor de referencia. Se denota por ysp. El error de control e es la diferencia entre el punto de consigna y la variable de proceso, i.e., e = ysp − y.

Supóngase por simplicidad que el proceso es tal que la variable de proceso aumenta cuando se incrementa la variable manipulada. El principio de realimentación se puede expresar como sigue:

Aumentar la variable manipulada cuando el error es positivo, y disminuirla cuando el error es negativo.

Este tipo de realimentación se llama realimentación negativa porque la variable manipulada se mueve en dirección opuesta a la variable de proceso e = ysp − y.

El controlador PID es con diferencia la forma más común de realimentación.

Este tipo de controlador ha sido desarrollado a lo largo de un gran período de tiempo y ha sobrevivido a muchos cambios de tecnología, de la mecánica y la neumática a la basada en la electrónica y en los computadores. Conocer algo de esto es útil con el fin de comprender sus propiedades básicas tal como se analiza en la Sección 1.4.

Algunas propiedades de la realimentación se pueden comprender intuitivamente a partir de la Figura 1.1. Si la realimentación funciona bien el error será pequeño, e idealmente será cero. Cuando el error es pequeño la variable de proceso está también próxima al punto de consigna independientemente de las propiedades del proceso. Para conseguir realimentación es necesario tener sensores y actuadores apropiados que efectúen las acciones de control.

La realimentación tiene algunas propiedades interesantes y útiles.

La realimentación puede reducir los efectos de las perturbaciones

La realimentación puede hacer que un sistema sea insensible a las variaciones del proceso

La realimentación puede crear relaciones bien definidas entre variables en un sistema

PID. Características del controlador

Figura 1.2 Características del controlador para control on-off ideal (A),y modificaciones con zona muerta (B) e histéresis (C).

Capítulo anterior - PID. Introducción

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