Controladores

Historia:

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Antiguamente el control de los procesos industriales se llevaba a cabo de manera manual: el propio operario realizaba los cambios adecuados en el sistema para obtener los resultados finales deseados. Hoy en día, muchas aplicaciones automáticas utilizan el computador como elemento de control.

Historia

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El controlador o regulador constituye el elementofundamental en un sistema de control, pues determina el comportamiento del bucle, ya que condiciona la acción del elemento actuador en función del error obtenido.

Historia

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La forma en que el regulador genera la señal de control se denomina acción de control. Algunas de estas acciones se conocen como acciones básicas de control, mientras que otras se pueden presentar como combinaciones de lasacciones básicas.

Introducción

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El control automático asienta sus bases esencialmente en el concepto de realimentación. Este concepto se concreta en una estructura de control en la cual el controlador se puede entender como un operador, que en función de la salida deseada de la planta, y la salida real medida, proporciona la acción de control a aplicar sobre el sistema. Si bienexisten muchos tipos de control basados en este principio, el control proporcional, derivativo e integral (PID), es el que mayor implantación tiene en la industria de procesos. Dicho control consiste esencialmente en obtener la acción de control como la suma de tres términos: termino proporcional, termino derivativo y termino integral.

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CONTROLADORES

Introducción

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Se puedenobtener variaciones a este esquema consistentes en la no introducción de los términos derivativo e integral; en dicho caso el control coincide con el llamado control proporcional. Si solamente se prescinde de la acción integral, el control se denomina control proporcional derivativo (PD). Si, por el contrario, el único termino que desaparece es el derivativo, el control se denomina proporcionalintegral (PI).

Acciones

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Al controlador integrador también se le llama integral. Al controlador derivador también se le llama derivativo o diferencial.

Simbología de los distintos tipos de controladores

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Combinación de controladores básicos

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Las características de los controladores P, I, y D

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Un controlador proporcional (Kp) tendrá el efecto de reducirel tiempo de elevación y reducirá sin eliminar el error de estado estacionario. Un control integral (Ki) tendrá el efecto de eliminar el error de estado estacionario, pero puede empeorar la respuesta transitoria. Un control derivativo (Kd) tendrá el efecto de incrementar la estabilidad del sistema, reduciendo el sobrepico, y mejorando la respuesta transitoria. Los efectos de cada uno de loscontroladores Kp, Kd, y Ki en un sistema a lazo cerrado se resumen en la tabla de abajo.

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Controlador de acción Proporcional (P)

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En este regulador la señal de accionamiento es proporcional a la señal de error del sistema. Si la señal de error es grande, el valor de la variable regulada es grande y si la señal de error del sistema es pequeña, el valor de la variable regulada espequeña. Es el más simple de todos los tipos de control y consiste simplemente en amplificar la señal de error antes de aplicarla a la planta o proceso. La función de transferencia de este tipo de control se reduce a una variable real, denominada Kp que determinará el nivel de amplificación del elemento de control.

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Controlador P

Controlador de acción Proporcional (P)

LOGOLlamando y(t) a la señal de salida (salida del regulador) y e(t) a la señal de error (entrada al regulador), en un control proporcional tendremos: y(t)= Kp e(t), y pasando al dominio de Laplace, tendremos: Y(S)= Kp E(S)

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Teóricamente, en este tipo de controlador, si la señal de error es cero, la salida del controlador también será cero. La repuesta, en teoría es instantánea, con lo cual el...