Controlador PID

IMPLEMENTACION DE UN CONTROLADOR PID ANALOGICO
La implementación de un controlador PID mediante herramientas básicas de la electrónica
requiere conocer la función de transferencia de unamplificador operacional polarizado como
amplificador inversor, como se muestra en la figura 2, en la cual Z 1 y Z2 son impedancias.
Conociendo las características de alta ganancia de los amplificadoresoperacionales, y
sabiendo además que su impedancia de entrada es muy alta, se puede determinar la
siguiente relación:

VS
Z
= − 2
VI
Z1
Figura 2: Amplificador inversor
Si Z2 y Z1 son resistencias,se obtiene un controlador P, es decir, con sólo acción
proporcional. Si Z1 es una resistencia y Z2 es un condensador, se tiene acción integral. Si
Z1 es un condensador y Z2 una resistencia, laacción es derivativa.
La figura 3 muestra un circuito que permite realizar la suma ponderada de voltajes, esto es:

VS = − ∑
i

RrVi
Ri

Figura 3: Amplificador inversor como sumador
En este caso,la relación es similar al caso de la ganancia proporcional, con la diferencia que
existen varias entradas. Los factores de ponderación individuales se varían ajustando
apropiadamente lasresistencias.
Para obtener el error como diferencia entre las referencias y la variable controlada, se
puede utilizar el circuito de la figura 4.

Figura 4: Amplificador diferencial
Si las cuatroresistencias son iguales, se tiene que

VS = V2 − V1

A continuación se muestra un esquema simplificado de un controlador PID. Esta compuesto
por el OpAmp R que calcula el error como diferencia entre lareferencia (set point) y la
variable controlada Vc; los OpAmps P (proporcional), I (integral) y D (derivativo) y sus
correspondientes ajustes de ganancia; el sumador S que calcula la variablemanipulada Vm
y, por último, la planta, de la que se toma la variable controlada Vc.

Los OpAmps deben cumplir ciertos requisitos mínimos de velocidad, excursión de
tensión, corrientes de salida y...