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Páginas: 17 (4199 palabras) Publicado: 12 de junio de 2013
INTRODUCCION A LA IMPLEMENTACION DE CONTROLADORES PID ANALOGOS
Juan Antonio Contreras Montes
 
Armada República de Colombia, Escuela Naval Almirante Padilla, Cartagena
epcontrerasj@control-automatico.net
epcontrerasj@yahoo.com
epcontrerasj@ctgred.net.co
 
 
Resumen: este documento presenta los pasos a seguir para diseñar el control de posición de un servomecanismo de corriente directa(cd) y construirlo empleando amplificadores operacionales y elementos electrónicos de fácil manejo y bajo costo. Se ha elaborado asumiendo que el lector tiene muy pocos conocimientos en electrónica pero tiene conocimientos básicos de Control Automático. El controlador PID que se construirá al final del documento es aplicable a cualquier proceso de una entrada / una salida, cuya señal de salidaesté en el rango de 0 a 5 voltios de cd y la señal de entrada al proceso pueda ser una señal de –12 a +12 voltios de cd, 4 amperios.
Palabras claves: control PID, Lugar de las Raíces, polos, ceros, error en estado estacionario, amplificador operacional.
 
1. Introducción
El control automático desempeña un papel importante en los procesos de manufactura, industriales, navales, aeroespaciales,robótica, económicos, biológicos, etc.
Como el control automático va ligado a, prácticamente, todas las ingenierías (eléctrica, electrónica, mecánica, sistemas, industrial, química, etc.), este documento ha sido desarrollado sin preferencia hacia alguna disciplina determinada, de tal manera que permita al lector construir un controlador PID análogo sin que sea necesario tener conocimientos previos enelectrónica.
El lector construirá un servosistema de posición con elementos de fácil consecución en el mercado local. Posteriormente, luego de familiarizarse con el funcionamiento del sistema, hallará el modelo matemático del mismo por métodos experimentales. Con la ayuda del software MATLAB hallará el Lugar de las Raíces del sistema, el cual le dará información importante sobre la dinámica delmismo. El conocimiento del funcionamiento del sistema junto con el análisis de la función de transferencia de lazo abierto y del Lugar de las Raíces darán las bases necesarias para seleccionar el controlador, el cual se construirá con elementos igualmente de fácil consecución en el mercado local y de muy bajo costo.
Se requiere, sin embargo, que el lector tenga conocimientos básicos en ControlAutomático.
Para continuar con el tema es necesario definir ciertos términos básicos.
Señal de salida: es la variable que se desea controlar (posición, velocidad, presión, temperatura, etc.). También se denomina variable controlada.
Señal de referencia: es el valor que se desea que alcance la señal de salida.
Error: es la diferencia entre la señal de referencia y la señal de salida real.
Señalde control: es la señal que produce el controlador para modificar la variable controlada de tal forma que se disminuya, o elimine, el error.
Señal análoga: es una señal continua en el tiempo.
Señal digital: es una señal que solo toma valores de 1 y 0. El PC solo envía y/o recibe señales digitales.
Conversor análogo/digital: es un dispositivo que convierte una señal analógica en una señal digital(1 y 0).
Conversor digital/análogo: es un dispositivo que convierte una señal digital en una señal analógica (corriente o voltaje).
Planta: es el elemento físico que se desea controlar. Planta puede ser: un motor, un horno, un sistema de disparo, un sistema de navegación, un tanque de combustible, etc.
Proceso: operación que conduce a un resultado determinado.
Sistema: consiste en un conjuntode elementos que actúan coordinadamente para realizar un objetivo determinado.
Perturbación: es una señal que tiende a afectar la salida del sistema, desviándola del valor deseado.
Sensor: es un dispositivo que convierte el valor de una magnitud física (presión, flujo, temperatura, etc.) en una señal eléctrica codificada ya sea en forma analógica o digital. También es llamado transductor....
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