CONTROLADOR PID
Páginas: 5 (1095 palabras)
Publicado: 24 de mayo de 2013
MARCO TEORICO
La sintonía de controladores es el ajuste de parámetros de los controladores para lograr una respuesta deseada de lazo cerrado. La sintonía de compensadores ha venido evolucionando desde los años 40 hasta la actualidad, encontrando métodos de sintonía de compensadores PID muy simples como el método de ensayo y error hasta métodos que utilizan técnicas de optimización o basados eníndices de robustez. Usualmente se tienen dos tipos básicos de compensadores PID: el PID paralelo y el PID serie. Estas dos formas de compensadores pueden usarse de acuerdo al proceso o la aplicación. De igual forma, si se tienen las constantes de sintonización de un PID paralelo y se desea convertirlas a las o constantes de un PID serie o viceversa, se pueden utilizar las conversiones obtenidaspor medio de constantes de multiplicación de conversión.
A continuación presentaremos nuestro circuito de la planta y su comportamiento:
Diagrama Esquemático planta
Los dispositivos que utilizamos para el montaje son: Amplificadores operacionales LM741 (5) Resistencias 10k (10) Capacitores cerámicos Ref 103-104 (2)
Los LM741 se alimentaron con la configuración de 2 fuentesindependientes cada una con salida de 15 Vcc, utilizando el generador de señales con la salida de señal cuadrada, con una frecuencia de 100hrz y una amplitud de 5Vpp.
Imagen real del montaje:
Montaje Planta
La señal que obtuvimos del montaje de la planta fue:
Señal de entrada y salida del osciloscopio
En esta señal que obtubimos en el osciloscopio es la planta, como podemos obserbar en laseñal de salida identificada con el color azul, tenemos una señal subamortiguada. Respuesta al Escalón: Con el controlador en ’manual’ (sistema en lazo abierto) aplique un escalón a la señal de control que va al proceso. La magnitud de este cambio deber ser lo suficientemente grande como para que el transmisor sea capaz de medir la respuesta obtenida, pero no deber ser tan grande como para que larespuesta se vea distorsionada por no linealidades del proceso. 2. Registre la respuesta que entrega el transmisor en un dispositivo donde se pueda observar todala señal desde donde ocurrió el escalón de entrada hasta donde el sistema alcanza un nuevo valor de estado estable. Comúnmente, una prueba al escalón puede durar entre unos minutos hasta varias horas, dependiendo de la velocidad derespuesta del proceso. El siguiente paso es ajustar la curva de reacción a un modelo de primer orden con tiempo muerto.
Curva de reacción del proceso o respuesta al escalón en lazo abierto.
Analizamos los montajes independientes de las ganancias integral y derivativa para comprobar su funcionamiento y pudimos analizar los distintos comportamientos en las señales de salidas de cada uno.
En laganancia integral obtuvimos la siguiente señal de salida en el operacional:
Ganancia Integral
La imagen real de la salida del osciloscopio es:
Integral
En la ganancia derivativa obtuvimos la siguiente señal de salida en el operacional:
Ganancia derivativa
La imagen real de la salida del osciloscopio es:
Derivatva
En este primer paso realizamos la simulacion de una planta enlazo abierto, analizando el comportamiento en funcion de esta funcion de sus parametros de diseño. Ahora realizaremos la etapa del controlador PID.
CIRCUITO DEL CONTROLADOR PID
A continuación presentamos el montaje del PID completo utilizando la misma señal de entrada cuadrada con la misma amplitud para todo el circuito.
Controlador PID
Los dispositivos que utilizamos para el montajeson: Amplificadores operacionales LM741 (6) Resistencias 10k DE 47k (12), implementando resistencias variables como trimer y potenciometros, Capacitores cerámicos Ref 103-104 (2)
Los LM741 se alimentaron con la configuración de 2 fuentes independientes cada una con salida de 15 Vcc, utilizando el generador de señales con la salida de señal cuadrada, con una frecuencia de 100hrz y una amplitud...
La sintonía de controladores es el ajuste de parámetros de los controladores para lograr una respuesta deseada de lazo cerrado. La sintonía de compensadores ha venido evolucionando desde los años 40 hasta la actualidad, encontrando métodos de sintonía de compensadores PID muy simples como el método de ensayo y error hasta métodos que utilizan técnicas de optimización o basados eníndices de robustez. Usualmente se tienen dos tipos básicos de compensadores PID: el PID paralelo y el PID serie. Estas dos formas de compensadores pueden usarse de acuerdo al proceso o la aplicación. De igual forma, si se tienen las constantes de sintonización de un PID paralelo y se desea convertirlas a las o constantes de un PID serie o viceversa, se pueden utilizar las conversiones obtenidaspor medio de constantes de multiplicación de conversión.
A continuación presentaremos nuestro circuito de la planta y su comportamiento:
Diagrama Esquemático planta
Los dispositivos que utilizamos para el montaje son: Amplificadores operacionales LM741 (5) Resistencias 10k (10) Capacitores cerámicos Ref 103-104 (2)
Los LM741 se alimentaron con la configuración de 2 fuentesindependientes cada una con salida de 15 Vcc, utilizando el generador de señales con la salida de señal cuadrada, con una frecuencia de 100hrz y una amplitud de 5Vpp.
Imagen real del montaje:
Montaje Planta
La señal que obtuvimos del montaje de la planta fue:
Señal de entrada y salida del osciloscopio
En esta señal que obtubimos en el osciloscopio es la planta, como podemos obserbar en laseñal de salida identificada con el color azul, tenemos una señal subamortiguada. Respuesta al Escalón: Con el controlador en ’manual’ (sistema en lazo abierto) aplique un escalón a la señal de control que va al proceso. La magnitud de este cambio deber ser lo suficientemente grande como para que el transmisor sea capaz de medir la respuesta obtenida, pero no deber ser tan grande como para que larespuesta se vea distorsionada por no linealidades del proceso. 2. Registre la respuesta que entrega el transmisor en un dispositivo donde se pueda observar todala señal desde donde ocurrió el escalón de entrada hasta donde el sistema alcanza un nuevo valor de estado estable. Comúnmente, una prueba al escalón puede durar entre unos minutos hasta varias horas, dependiendo de la velocidad derespuesta del proceso. El siguiente paso es ajustar la curva de reacción a un modelo de primer orden con tiempo muerto.
Curva de reacción del proceso o respuesta al escalón en lazo abierto.
Analizamos los montajes independientes de las ganancias integral y derivativa para comprobar su funcionamiento y pudimos analizar los distintos comportamientos en las señales de salidas de cada uno.
En laganancia integral obtuvimos la siguiente señal de salida en el operacional:
Ganancia Integral
La imagen real de la salida del osciloscopio es:
Integral
En la ganancia derivativa obtuvimos la siguiente señal de salida en el operacional:
Ganancia derivativa
La imagen real de la salida del osciloscopio es:
Derivatva
En este primer paso realizamos la simulacion de una planta enlazo abierto, analizando el comportamiento en funcion de esta funcion de sus parametros de diseño. Ahora realizaremos la etapa del controlador PID.
CIRCUITO DEL CONTROLADOR PID
A continuación presentamos el montaje del PID completo utilizando la misma señal de entrada cuadrada con la misma amplitud para todo el circuito.
Controlador PID
Los dispositivos que utilizamos para el montajeson: Amplificadores operacionales LM741 (6) Resistencias 10k DE 47k (12), implementando resistencias variables como trimer y potenciometros, Capacitores cerámicos Ref 103-104 (2)
Los LM741 se alimentaron con la configuración de 2 fuentes independientes cada una con salida de 15 Vcc, utilizando el generador de señales con la salida de señal cuadrada, con una frecuencia de 100hrz y una amplitud...
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