Control Pid Para Temperatura

Sintonización de Controlador PID para posicionamiento de Mesa de Coordenadas





Velázquez Neyra Néstor Manuel



Agosto 20, 2011





























Índice general


Índice general…………………………………………………………………...………... 2

Índice de figuras…………………………………………………………………...……... 3


1. Introducción……………………………………………………………………………. 4

2. Revisión dela literatura………………………………………………………………... 5

2.1. Estado del arte……………………………………………………………………….. 5

2.1.1. Controladores……………………………………………………………………… 5

2.1.2. Reglas de sintonización Ziegler-Nichols…………………………………………... 8

3. Metodología……………………………………………………………………………. 11

3.1. Captura de datos……………………………………………………………………... 11

3.1.1. Graficado en Matlab……………………………….………………………………. 12

4.Pruebas y resultados…………………………………………………………………… 13

4.1. Diseño del controlador…………………………………………………………….… 13

5. Conclusiones………………………………………………………………………….... 20


Bibliografía……………………………………………………………………………….. 21



















Índice de figuras

Figura 1.1: Diagrama esquemático de control……………………………………………. 4

Figura 2.1: Controlador Proporcional…………………………………………………….. 5Figura 2.2: Controlador Integral………………………………………………………….. 6

Figura 2.3: Controlador Proporcional Integral…………………………………………… 7

Figura 2.4: Controlador Proporcional Derivativo………………………………………... 7

Figura 2.5: Controlador Proporcional Derivativo Integral……………………………….. 8

Figura 2.6: Método de sintonización respuesta a escalón………………………………... 9

Tabla 2.7: Valores de sintonización, métodorespuesta a escalón………………………... 9

Figura 2.8: Método de sintonización respuesta en frecuencia……………………………. 10

Tabla 2.9: Valores de sintonización, método respuesta en frecuencia…………………… 10

Figura 3.1: Aplicación gui.exe…………………………………………………………… 11

Figura 4.1: Respuesta oscilatoria en eje x………………………………………………... 13

Figura 4.2: Respuesta oscilatoria en eje y………………………………………………... 14Figura 4.3: Periodo de respuesta oscilatoria en eje x…………………………………….. 14

Figura 4.4: Periodo de respuesta oscilatoria en eje y…………………………………….. 15

Tabla 4.5: Cálculos de sintonización eje x……………………………………………….. 16

Tabla 4.6: Sintonización eje x……………………………………………………………. 17

Figura 4.7: Respuesta del sistema para valores calculados eje x……………………….... 17

Tabla 4.8: Cálculos de sintonización ejey……………………………………………….. 17

Tabla 4.9: Sintonización eje y……………………………………………………………. 17

Figura 4.10: Respuesta del sistema para valores calculados eje y……………………….. 18

Tabla 4.11: Sintonización fina……………………………………………………………. 18

Figura 4.12: Constantes Kp, Ki, Kd finales en aplicados en plataforma gui.exe………… 18

Figura 4.13. Respuesta del sistema para valores de sintonización finales, ejex…………. 19

Figura 4.14. Respuesta del sistema para valores de sintonización finales, eje y……….… 19



Capítulo 1

Introducción

El sistema de control para temperatura es un conjunto de elementos que tienen como objetivo mantener un recinto en un nivel de temperatura de acuerdo a las necesidades de un usuario; Un sensor muestra la temperatura existente y el usuario establece latemperatura que se desea en el medio, produciendo a su vez una orden de cambio en el controlador, que reducirá el error entre la entrada de referencia y la señal censada mandando señales de control hacía un actuador que calentará-enfriará el lugar en donde se desea regular dicha variable.

El siguiente reporte muestra el desarrollo e implementación de un controlador PID (Proporcional IntegralDerivativo) de temperatura que se realizó como proyecto final en la materia de control avanzado, el cual controlará en un rango que va de temperatura ambiente a los 100°C el interior de un cilindro de aluminio con unos 90cm de altura y 20cm de diámetro, empleándose para esto, un microcontrolador 18F4550 con interfaz USB (Bus Universal en Serie), un sensor de temperatura lm35 seleccionado por su...