Laboratorio de Ingeniería de control

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA MECATRONICA

TEMA DEL TRABAJO:
Controladores PID

NOMBRE DEL ESTUDIANTE:
Gabriel Rivera

PARALELO:
Mecatrónica 6-TE

CIUDAD, AÑO
Quito, 2014

1. INTRODUCCIÓN:
Un sistema de control puede ser representado gráficamente por un diagrama de
bloques, tales diagramas de bloques indican la interrelaciónexistente entre los
distintos componentes del sistema. En un diagrama de bloques, todas las
variables del sistema se enlazan entre sí por medio de bloques funcionales.
El bloque funcional, o simplemente bloque, es un símbolo de la operación
matemática que el sistema produce a la salida sobre la señal de entrada. Una
flecha hacia adentro del bloque indica la entrada y la que se aleja del bloque indicala salida. Debe notarse que la magnitud de la señal de salida del bloque será la
señal de entrada multiplicada por la función de transferencia del bloque.
Un controlador PID (Proporcional Interactivo Derivativo) es un mecanismo de
control genérico sobre una realimentación de bucle cerrado, ampliamente usado
en la industria para el control de sistemas. El PID es un sistema al que le entra un
errorcalculado a partir de la salida deseada menos la salida obtenida y su salida
es utilizada como entrada en el sistema que queremos controlar. El controlador
intenta
minimizar
el
error
ajustando
la
entrada
del
sistema.
El controlador PID viene determinado por tres parámetros: el proporcional, el
integral y el derivativo. Dependiendo de la modalidad del controlador alguno de
estos valores puede ser0, por ejemplo un controlador Proporcional tendrá el
integral y el derivativo a 0 y un controlador PI solo el derivativo será 0, etc. Cada
uno de estos parámetros influye en mayor medida sobre alguna característica de
la salida (tiempo de establecimiento, sobre oscilación,...) pero también influye
sobre las demás, por lo que por mucho que ajustemos no encontraríamos un PID
que redujera el tiempo deestablecimiento a 0, la sobre oscilación a 0, el error a
0,... sino que se trata más de ajustarlo a un término medio cumpliendo las
especificaciones requeridas.
En controles industriales es muy común encontrar los siguientes 5 tipos de
reguladores:
• Dos posiciones (ON-OFF).
• Proporcional (P).
• Proporcional-Integral (PI).
• Proporcional-Derivativo (PD).
• Proporcional Integral Derivativo(PID).
2. OBJETIVOS:




Analizar el comportamiento de un controlador PID en un sistema
simulado en Matlab.
Ajustar experimentalmente el controlador para estabilizar el sistema
antes mencionado.
Crear un controlador PID específico para dicho sistema.

3. ALCANCE:
Lograr el funcionamiento correcto de un controlador PID en un sistema simulado,
para estabilizar dicho sistema y lograr obtener surendimiento más alto posible.
4. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Proporcional integral derivativo (PID)

Un PID es un mecanismo de control por realimentación que calcula la desviación o
error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, para aplicar una
acción correctora que ajuste el proceso. El algoritmo de cálculo del control PID se
da en tres parámetros distintos: el proporcional, el integral, y elderivativo. El valor
Proporcional determina la reacción del error actual.
El Integral genera una corrección proporcional a la integral del error, esto nos
asegura que aplicando un esfuerzo de control suficiente, el error de seguimiento
se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el que el error
se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso víaun elemento de control como la posición de una válvula de control o la energía
suministrada a un calentador, por ejemplo.
Ajustando estas tres variables en el algoritmo de control del PID, el controlador
puede proveer un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La
respuesta del controlador puede ser descrita en términos de respuesta del control
ante un error, el grado el cual...