Practica1

Cap´ıtulo 1

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CONTROL PID DE MODULOS
´
ANALOGICOS
1.1

´n
Introduccio

El objetivo de esta pr´
actica es el estudio de las caracter´ısticas temporales y frecuenciales de
sistemas de primer y segundo orden, integradores etc. (tanto en bucle abierto como realimentados) , as´ı como el dise˜
no de controladores cl´
asicos: proporcional (P), proporcional+integral
(PI) proporcional+derivativo (PD) yproporcional+integral+derivativo (PID).
Con esa finalidad se dispone de unos dispositivos de simulaci´
on anal´
ogicos cuyo comportamiento se asimila al de sistemas de primer orden e integradores, as´ı como al de controladores
de los distintos tipos anteriormente mencionados.
Los aspectos b´asicos que debe desarrollar el alumno en el laboratorio son los siguientes:

1. Estudio e identificaci´
on dela respuesta temporal de un sistema de primer orden en
bucle abierto.
2. An´
alisis de la respuesta frecuencial de un sistema de primer orden en bucle abierto.
3. Estudio y caracterizaci´
on de la respuesta temporal de un sistema de primer orden en
serie con un integrador en bucle cerrado.
4. An´
alisis de la respuesta frecuencial de un sistema de segundo orden subamortiguado.
5. Dise˜
no decontroladores tipo PID por las reglas de Ziegler-Nichols.
6. Dise˜
no de controladores tipo PID por m´etodos anal´ıticos o t´ecnicas de cancelaci´on
polo-cero.
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CAP´ITULO 1. CONTROL PID DE MODULOS
ANALOGICOS

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7. Respuesta a las preguntas b´asicas que se exponen al final del cap´ıtulo.

Para generar las se˜
nales de prueba (escalones, rampas, se˜
nales senoidales, etc.) se dispone
degeneradores de se˜
nal de frecuencia variable. Cuando se quiera introducir un escal´
on a
la entrada de uno de los m´
odulos se puede elegir una onda cuadrada de frecuencia m´ınima
para que le de tiempo al sistema en su evoluci´
on a alcanzar el r´egimen permanente antes
del siguiente cambio (lo mismo es aplicable a la rampa). Para analizar la evoluci´
on de
las variables del sistema (en general entrada ysalida) se utilizar´an osciloscopios, escal´andolos
adecuadamente y situando las sondas en los puntos cuya evoluci´
on temporal se desee analizar.
A lo largo de la descripci´
on de la pr´
actica se van introduciendo a modo de ejemplo resultados
experimentales obtenidos con los m´
odulos para unos valores determinados de los par´
ametros
que definen la evoluci´
on del sistema. El alumno puederealizar la pr´
actica con dichos valores
o bien vari´
andolos (recomendable). Los resultados obtenidos pueden diferir sensiblemente de
un m´
odulo a otro para la misma elecci´
on de los par´
ametros de dise˜
no.

1.2

´ctica
Requerimientos de la pra

• M´
odulo de simulaci´
on anal´
ogico de sistemas de primer orden e integradores (Fig. 1.1)
de LEYBOLD DIDACTIC, n´
umero 734 09 (Simulated ControlSystem).
• M´
odulo de simulaci´
on anal´
ogico de controladores PID (Fig. 1.2) de LEYBOLD DIDACTIC, n´
umero 734 06 (PID Controller).
• Generador de se˜
nal.
• Osciloscopio.
• Cables de conexi´on.
• Fuente de alimentaci´on a +15, 0 y -15 V. (se pueden utilizar las de la marca FEEDBACKPS150E).

1.3

´ n de los equipos
Breve descripcio

Para el correcto funcionamiento de los m´
odulos de simulaci´
ones preciso alimentarlos a +15,
-15 y 0 V. (los operacionales internos necesitan tensiones positivas y negativas).

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atico

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Figura 1.1: M´
odulo de simulaci´
on de sistemas anal´ogicos

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ANALOGICOS

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Figura 1.2:M´
odulo de control PID anal´
ogico

Laboratorio de Control Autom´
atico

1.3.1

5

M´
odulo de simulaci´
on de sistemas anal´
ogicos

Descripci´
on t´
ecnica
1. Rango de tensi´
on de la se˜
nal: −10... + 10 V.
2. Este m´odulo puede ser utilizado como simulador de sistemas tipo proporcional (P), de
primer orden (PT1, PT2) e integradores (I, I2 ).
3. Las variables de perturbaci´
on pueden ser...