Controladores Pid Robotica

CONTROLADORES PID ROBOTICA
Concepto de PID
Un PID (proporcional integral derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que se utiliza en sistemas de control industriales. Un controlador PID corrige el error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, calculándolo y luego sacando una acción correctora que puede ajustar al proceso acorde.
El algoritmo de cálculo decontrol PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el integral y el derivativo.
<!--[if !supportLists]-->         <!--[endif]-->El valor proporcional determina la reacción del error actual.
<!--[if !supportLists]-->         <!--[endif]-->El valor integral genera una corrección proporcional a la integral del error, asegurando que si se aplica un esfuerzo decontrol suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero.
<!--[if !supportLists]-->         <!--[endif]-->Finalmente, el valor derivativo determina la reacción del tiempo en el que el error se produce.
La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento de control, como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador.Ajustando estas tres constantes en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar.
La respuesta del controlador puede ser descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado del cual el controlador llega al “set point”, y el grado de oscilación del sistema. Cabe señalar que el uso del PID para control nogarantiza el control óptimo del sistema o la estabilidad del mismo.
Algunas aplicaciones pueden sólo requerir de uno o dos modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD, P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y laausencia del proceso integral puede evitar que se alcance el valor deseado debido a la acción de control.

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Diagrama en bloques de un control PID
Funcionamiento de un controlador PID
Para el correcto funcionamiento de un controlador PID que regule un proceso o sistema se necesita, al menos:
<!--[if !supportLists]-->         <!--[endif]-->Un sensor, que determine elestado del sistema (termómetro, caudalímetro,manómetro, etc).
<!--[if !supportLists]-->         <!--[endif]-->Un controlador, que genere la señal que gobierna al actuador.
<!--[if !supportLists]-->         <!--[endif]-->Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada (resistencia eléctrica, motor, válvula, bomba, etc).
Las tres componentes de un controladorPID son: parte Proporcional, acción Integral y acción Derivativa. El peso de la influencia que cada una de estas partes tiene en la suma final, viene dado por la constante proporcional, el tiempo integral y el tiempo derivativo, respectivamente. Se pretenderá lograr que el bucle de control corrija eficazmente y en el mínimo tiempo posible los efectos de las perturbaciones.
Proporcional
La parteproporcional consiste en el producto entre la señal del error y la constante proporcional como para que el error en estado estacionario sea casi nulo. En la mayoría de los casos, estos valores sólo serán óptimos en una determinada Proción del rango total de control, siendo estos valores distintos para cada porción del rango.
Existe además un valor límite en la constante proporcional, a partirdel cual, en ciertos casos, el sistema puede alcanzar valores superiores a los deseados. Este fenómeno se conoce como sobreoscilación, y es recomendable que no sobrepase el 30%, aunque el ideal es que no se produzca.
Hay una relación lineal continua entre el valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control (la válvula se mueve al mismo valor por unidad de desviación)....