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CONTROL EN CASCADA

Es la configuración donde la salida de un controlador de realimentación es el punto de ajuste para otro controlador de realimentación, el control de cascada involucra sistemas de control de realimentación o circuitos que estén ordenados uno dentro del otro.

Existen dos propósitos para usar control cascada:

1. Eliminar el efecto de algunas perturbaciones haciendo larespuesta de regulación del sistema más estable y más rápida.
2. Mejorar la dinámica del lazo de control.

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 también denominado “esclavo”K2(s), siendo la salida del primario el punto de consigna delcontrolador secundario. La salida del controlador secundario es la que actúa sobre el proceso

Estructura de control en cascada
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 gananciaestática 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 a errores de modelado.

g) Incrementode la capacidad de producción.

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 no puede medirse y larealimentación no puede realizarse.


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 la ocurrencia deuna importante perturbación.

2. Debe haber una relación causal entre la variable manipulada y la segunda variable.

3. 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).

IMPLEMENTACIÓN DE CONTROLADOR EN CASCADA:

La selección de la variable controladasecundaria 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 variablesecundaria cuyos valores estén definidamente y fácilmente relacionados a los valores de la variable primaria.
Regla 4.- Incluir en el lazo 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 bandaproporcional). Esto es difícil de predecir.

ENTONAMIENTO DE CONTROLADORES

En la práctica industrial los reguladores de un sistema de control en cascada son normalmente reguladores realimentados estándares tipo P, PI, o PID. La sintonía de los dos reguladores se efectúa, igual que en controladores en configuración simple pero en dos etapas

SINTONÍA DEL BUCLE SECUNDARIO

 Obtener un modelo...