Ajuste Controaldores PID

CONTROLADORES PID

AJUSTE EMPÍRICO
Fernando Morilla García
Dpto. de Informática y Automática
ETSI de Informática, UNED

Madrid 16 de febrero de 2006

Contenido
INTRODUCCIÓN
AJUSTE POR PRUEBA Y ERROR
AJUSTE EMPÍRICO
ESTIMACIÓN EN LAZO ABIERTO
ESTIMACIÓN EN LAZO CERRADO
CRITERIOS DE SINTONÍA
FORMULAS DE SINTONÍA
F. Morilla

1 Introducción
¿Qué se entiende por ajuste(sintonía)?
¿ KP , TI , TD ?
Error
Referencia

Control

+

Salida

PID

Proceso

-

F. Morilla

1 Introducción
¿Qué se entiende por ajuste (sintonía)?
Determinación de los parámetros de control, de acuerdo con
algún conjunto de especificaciones (criterio de sintonía)

¿Cuándo es necesaria la sintonía?
En la puesta en marcha de un sistema de control (1ª sintonía o
presintonía)Cuando el usuario observa un deterioro del comportamiento del
sistema de control (supervisión + sintonía)
Tanto la supervisión como la sintonía se pueden automatizar;
de ahí los términos “sintonía automática” y “autosintonía”
F. Morilla

1 Introducción
¿Por qué es difícil el ajuste?
Dado el conjunto de especificaciones, es posible que:
1) Exista un único juego de parámetros de control talque se
cumplan estas especificaciones (Caso más favorable)
2) Existan varios juegos de parámetros de control tal que se
cumplan estas especificaciones (¿Cuál es el mejor?)
3) No exista un juego de parámetros de control tal que se
cumplan estas especificaciones (Caso peor)

F. Morilla

2 Ajuste por prueba y error (manual)
¿Qué se entiende por prueba y error?
Modificaciones sucesivas delos parámetros de control hasta
conseguir las especificaciones. (Ej. de procedimiento en pag. 10 y 11 Cap.1)
Se empleó en el intercambiador de calor. (Cap. 7 y primer seminario)

¿Qué inconvenientes presenta?
Sucesivas comprobaciones del comportamiento del sistema en
lazo cerrado; NO permitidas en la planta real (por el coste en
tiempo y el coste en la producción), SÍ posibles off-line (ensimulación).
No hay certeza de poder conseguir las especificaciones.

¿Por qué se utiliza?
Porque hay personas muy experimentadas, con modelos
empíricos del sistema de control (proceso+controlador)
Es complemento (ajuste fino) de otros procedimientos de ajuste.
F. Morilla

3 Ajuste empírico (experimental)
Especialmente orientado al mundo industrial
Debido a la gran dificultad paraobtener una descripción analítica
del proceso.

¿En qué consiste?
Paso 1: Estimación de características dinámicas del proceso.
- Lazo abierto
- Lazo cerrado
Paso 2: Cálculo de parámetros de control (fórmulas de sintonía).

¿Qué ventaja presenta?
Suele ser una buena aproximación a la solución del problema de
ajuste (sintonía).
F. Morilla

4 Estimación en lazo abierto
¿En qué se basa?
Lamayoría de los procesos tienen respuesta monótona creciente
estable a una entrada escalón.
1.2

1
1
0.8

2

Ejemplo de cuatro
procesos representativos

3

0.6
salida
0.4

4
0.2

0

-0.2
0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

tiempo

F. Morilla

4 Estimación en lazo abierto
¿En qué consiste?
Estimar los parámetros (K, Tp y To) de unmodelo simple (primer
orden+retardo) que mejor aproxima las características de la
respuesta.
ym(t)

Ejemplo de
características:

0.632 K

- Estacionario

K

- 28.3% del estacionario
- 63.2% del estacionario

To +

Tp
3

0.283 K

t1
To

Tp

t2
t

F. Morilla

4 Estimación en lazo abierto
Procedimiento recomendable
- Control en manual.
- Esperar hasta que lasalida esté en estado estacionario.
- Provocar salto en la variable manipulada.
- Registrar la salida (variable controlada) hasta que alcance el nuevo
estado estacionario.
- Obtener K como el cociente entre cambios.
- Medir instantes: t1 al 28.3% y t2 al 63.2%.
- Obtener Tp = 1.5 (t2-t1) y To = t2 - Tp

F. Morilla

4 Estimación en lazo abierto
Ejemplo: Intercambiador de calor (Cap. 7)...