Sintonización de controladores. práctica de laboratorio

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Práctica 1:
SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES.

1.Objetivos.

Con la práctica se desea que el alumno entre en contacto con técnicas de diseño y sintonización de controladores con retroalimentación (feedback), utilizando un equipo experimental dotado de un controlador industrial y ayudándose de los métodos de sintonización de Yuwana-Seborg, Cohen-Coon, y Ziegler-Nichols.
Además seestudia el efecto de perturbaciones típicas sobre el funcionamiento del sistema de control.

2. Teoría.

(Tipos de sistemas de control.

Los sistemas de control se clasifican en:

- Sistema de lazo abierto: (a) es aquél en que no se tiene información sobre la variable de salida, y si se tiene, no se utiliza. La única opción de ejercer algún tipo de control sobre la respuesta escalibrando. Tiene algunas ventajas, como que no presenta problemas de inestabilidad como se pueden presentar en lazo cerrado.

- Sistema en bucle o lazo cerrado: (b) en él la acción de control es función de la salida, ya que la discrepancia entre lo que se obtiene (variable de salida) y lo que se desea (consigna de mando), es decir, el error, es la orden que alimenta al controlador.Así con el uso del lazo cerrado hacemos a nuestro sistema menos sensible a perturbaciones externas o a variaciones internas dentro de los parámetros del proceso.

[pic]

(Control automático

La Automática se define, según la Real Academia de la Lengua, como la disciplina que trata los métodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del ser humano por un operador artificialen la ejecución de una tarea física o mental previamente programada.
El control automático, objeto de estudio de la Automática, tiene como objetivo gobernar un sistema que opera de forma autónoma con la mínima intervención humana. Para ello deben llevarse a cabo una serie de operaciones que vigilen el destino del sistema en cuestión y elaboren así acciones de mando que minimicen ladesviación entre el comportamiento efectivo y el deseado. Este aspecto exige la utilización un lazo cerrado de acción o realimentación.
El control automático reduce el costo de los procesos industriales al reducir mano de obra, evitar errores humanos y mantener la estabilidad del proceso; pero de todos modos no es infalible, y es necesario utilizar estrategias y técnicas para determinar el mejorcontrol según sea el sistema considerado y los objetivos o especificaciones propuestas.

(Tipos de controladores.

a) Controlador P (controlador de acción proporcional):
Su función de transferencia es simplemente una ganancia: Gc = Kc
Actúa por tanto como un amplificador.
No incrementa el orden del proceso en la respuesta en bucle cerrado.
Es capaz decontrolar algunos procesos, pero su utilidad está muy limitada al poseer error en régimen permanente.

b) Controlador PI (controlador de acción proporcional- integral):

[pic]

El error en régimen permanente del controlador anterior se mejora al introducir la acción integral. Mientras que con un regulador P es necesario que exista error para que la acción de control sea distinta decero, con un regulador PI un error pequeño positivo nos dará una acción de control creciente, y un pequeño error negativo una acción de control decreciente. El error en régimen permanente será cero.
Sin embargo la acción integral es lenta, y es preciso proporcionarle al regulador también ciertas condiciones dinámicas.
Este tipo de controladores pueden verse afectados por lo que sedenomina “efecto Windup”, el cual se produce cuando la acción de control es superior al valor máximo que puede ofrecer el actuador, de modo que el error disminuye más lentamente de lo que cabría esperar y la respuesta es más sobreoscilada y tarda más en alcanzar el régimen permanente

c) Controlador PD (controlador de acción proporcional- diferencial):
En este caso la función de...
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