CONTROLADORES EN CASCADA

CONTROLADORES EN CASCADA

1. Concepto de control en cascada:
Se define como la configuración donde la salida de un controlador de realimentación es el punto de ajuste para otro controlador de realimentación, por lo menos. Más exactamente, el control de cascada involucra sistemas de control de realimentación o circuitos que estén ordenados uno dentro del otro.
Existen dos propósitos para usarcontrol cascada:
1. Eliminar el efecto de algunas perturbaciones haciendo la respuesta de regulación del sistema más estable y más rápido.
2. Mejorar la dinámica del lazo de control.
2. Estructura:
La estructura de control en cascada tiene dos lazos un lazo primario con un controlador primario también llamado “maestro” K1(s) y un lazo secundario con un controlador secundario tambiéndenominado “esclavo”K2(s), siendo la salida del primario el punto de consigna del controlador secundario La salida del controlador secundario es la que actúa sobre el proceso

3. Ventajas del control en cascada
a) Produce estabilidad en la operación
b) Las perturbaciones en el lazo interno o secundario son corregidas por el controlador secundario, antes de que ellas puedan afectar a la variable primaria.c) Cualquier variación en la ganancia estática de la parte secundaria del proceso es compensada por su propio lazo.
d) Las constantes de tiempo asociadas al proceso secundario son reducidas drásticamente por el lazo secundario.
e) El controlador primario recibe ayuda del controlador secundario para lograr una gran reducción en la variación de la variable primaria.
f) Es menos sensible aerrores de modelado.
g) Incremento de la capacidad de producción.



4. Limitaciones de aplicación del control en cascada
a) Es aplicable solo cuando pueden obtenerse mediciones de variables adicionales de proceso.
b) Requiere medir las perturbaciones en forma explícita, y además es necesario un modelo para calcular la salida del controlador.
c) En algunas aplicaciones la variable controlada nopuede medirse y la realimentación no puede realizarse.

5. Diseño de Control en Cascada Los criterios para el diseño de control en cascada son:
Puede ser considerado:
1. Cuando el control realimentado simple no provee un desempeño satisfactorio a lazo cerrado
2. La medida de la variable es disponible.

La variable secundaria debe satisfacer los siguientes criterios:
1. Debe indicar laocurrencia de una importante perturbación.
2. Debe haber una relación causal entre la variable manipulada y la segunda variable. La variable secundaria debe tener una dinámica más rápida que la variable primaria. Típicamente tp (tiempo pico) debe ser mayor que 3ts (constante de tiempo del proceso secundario).







6. Implementación de Controlador en Cascada
Consideraciones Principales para laImplementación de Control en Cascada. Una cuestión importante en la implementación de control en cascada es cómo encontrar la variable secundaria controlada más ventajosa, es decir, determinar cómo el proceso puede ser mejor dividido. La selección de la variable controlada secundaria es tan importante en un sistema de control en cascada que es muy útil formalizar algunas reglas que ayuden a la selección.Regla 1.- Diseñar el lazo secundario de manera que contenga las perturbaciones más serias.
Regla 2.- Hacer el lazo secundario tan rápido como sea posible incluyendo solamente los menores retrasos del sistema completo de control.
Regla 3.- Seleccionar una variable secundaria cuyos valores estén definidamente y fácilmente relacionados a los valores de la variable primaria.
Regla 4.- Incluir en ellazo secundario tantas perturbaciones como sea posible, manteniéndolo al mismo tiempo, relativamente rápido.
Regla 5.- Escoger una variable secundaria de control que permita al controlador secundario operar a la ganancia más alta posible (la más baja banda proporcional). Esto es difícil de predecir.

7. Entonamiento de controladores
En la práctica industrial los reguladores de un sistema de...