Sintonización De Controladores

Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vice-rectorado “Luis Caballero Mejías”
Núcleo Charallave
Ingeniería Mecatrónica
Asignatura: Control de ProcesosAlumno:
Rigú Delvis

Alumno:
Rigú Delvis

Profesor:
Peña Francisco
Profesor:
Peña Francisco

Charallave Julio, 2012
Sintonización de Controladores

El proceso de seleccionar los parámetros del controlador que cumplan con las especificaciones de desempeño se conoce como sintonización del controlador. Es posible aplicar diversas técnicas de diseño con el fin de determinar losparámetros del controlador que cumpla las especificaciones en estado transitorio y en estado estable del sistema en lazo cerrado. Ziegler y Nichols sugirieron reglas para sintonizar los controladores PID lo cual significa establecer valores Kp, Ti, Td; basados en la respuestas escalón experimentales o en valor de Kp que se produce en estabilidad marginal cuando solo se usa la acción de controlproporcional. A continuación se presentan las reglas Ziegler-Nichols, las cuales son muy convenientes cuando no se conocen los modelos matemáticos de las plantas.

Métodos basados en la Curva de Reacción del Proceso
Para efecto de los métodos de sintonización de controladores, usualmente se requiere que los sistemas sobreamortiguados de orden superior a uno, se representen por medio de un modelo deprimer orden más tiempo muerto, como el dado por la ecuación 2. Entre los métodos basados en la curva de reacción se encuentran:
Métodos de la tangente (Miller, Ziegler y Nichols)
Métodos de dos puntos (Alfaro, Bröida, Chen y Yan, Ho, Smith, Vitecková)
Métodos de tres puntos (Jahanmiri y Fallanhi, Stark)
Métodos de Strejc
Método de las áreas características de Nishikawa

Curva de reacción deacuerdo con Ziegler & Nichols:

El método de Ziegler & Nichols ofrece un camino sistemático para determinar el ajuste del controlador para un mejor funcionamiento del sistema controlado y provee una simple gráfica cuantitativa de la conducta del sistema de control. Este método se basa en la aproximación de la conducta del sistema de control dinámico, por la conducta de un sistema compuestosolamente de un elemento de tiempo muerto y una constante de tiempo. El tiempo muerto aparente y la constante se usan entonces para calcular el funcionamiento del sistema. La determinación del tiempo muerto y la constante de tiempo pueden ser hechas cada una por cálculos o por medición. Generalmente, si un sistema es dinámicamente complejo también es difícil calcular una respuesta de sucomportamiento. El análisis transitorio de lazo abierto es usado para determinar la magnitud del tiempo muerto y la constante de tiempo; el lazo cerrado del bucle se abre inmediatamente después del controlador y el sistema entero se mantiene en estado estable con la operación manual.

Un escalón de la variable m es aplicado y el resultado de este cambio es registrado en el punto b justo antes delcontrolador. Así la respuesta del escalón se obtiene para el sistema de lazo abierto excluyendo el controlador. La respuesta transitoria de lazo abierto registrada es casi siempre una curva inclinada en forma de S. El punto cero del escalón debe ser marcado de forma segura; la respuesta de lazo abierto puede ser aproximada haciendo las medidas respectivas, donde primero se dibuja una línea tangente alpunto de inflexión de la curva, luego se dibuja una línea horizontal tangente al valor final de la curva. Las medidas hechas son las siguientes: K, magnitud del cambio en unidades de la variable registrada. N, razón de reacción en unidades por minuto. L, tiempo muerto en minutos. M, magnitud del cambio en unidades de la variable comenzando el cambio.
Una verificación simple de la aproximación...