CONTROLADORES

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA
“ANTONIO JOSE DE SUCRE”
VICERRECTORADO BARQUISIMETO





































Barquisimeto, 24 de noviembre del 2014.
CONTROLADORES
Un controlador automático compara el valor real de la salida de un sistema con la entrada de referencia (el valor deseado), determina la desviación y produce una señalde control que reducirá la desviación hacia un valor muy pequeño. La manera en la que un controlador automático produce la señal de control se denomina acción de control. Los controladores industriales se clasifican, de acuerdo con sus acciones de control, como:
1. Controlador proporcional (P): Para un controlador con acción de control proporcional, la relación entre la salida del controlador y(t)y la señal de error e(t) es:
En el dominio del tiempo.
En el dominio de la frecuencia.
Por lo cual la función de transferencia es:

En donde Kp se considera la ganancia proporcional. Cualquiera que sea el mecanismo real y la forma de la potencia de operación, el controlador proporcional es, en esencia, un amplificador con una ganancia ajustable. El controlador proporcional es el tipomás simple de controlador. Los controladores que son únicamente proporcionales tienen la ventaja de que solo cuentan con un parámetro de ajuste, Kp sin embargo, adolecen de una gran desventaja, la cual es que operan con una desviación, o “error de estado estacionario” en la variable que se controla. El diagrama de bloques que generalmente se conoce para este tipo de controladores es el siguiente:Se puede observar que el bloque del controlador es el que posee de entrada a E(s) (que es la señal error) y salida Y(s), con una ganancia Kp. Teóricamente, en este tipo de controlador, si la señal de error es cero, también lo será la salida del controlador. La respuesta, en teoría es instantánea, con lo cual el tiempo no intervendría en el control. En la práctica, no ocurre esto, si lavariación de la señal de entrada es muy rápida, el controlador no puede seguir dicha variación y presentará una trayectoria exponencial hasta alcanzar la salida deseada, En general los reguladores proporcionales (P) siempre presentan una respuesta con un cierto error remanente, que el sistema es incapaz de compensar. La grafica de salida del sistema teórica y real (tomando una señal de entrada )es:

2. Proporcional integral (PI): El valor de salida del controlador proporcional integral varía en razón proporcional al tiempo en que ha permanecido el error y la magnitud del mismo, su función de transferencia es:

Donde Kp es la ganancia proporcional y Tn se denomina tiempo de acción integral, ambos valores pueden ser modificados de acuerdo a las necesidades del sistema. El tiempointegral regula la velocidad de acción de control, mientras que una modificación en Kp afecta tanto a la parte integral como a la parte proporcional de la acción de control.

La respuesta en el dominio del tiempo, al igual que el anterior es:

Por lo tanto la respuesta de un regulador PI será la suma de las respuestas debidas a un control proporcional P, que será instantánea a detección dela señal de error, y con un cierto retardo entrará en acción el control integral I, que será el encargado de anular totalmente la señal de error.
Ya que la mayoría de los procesos no se pueden controlar con una desviación, es decir, se deben controlar en el punto de control, y en estos casos se debe añadir inteligencia al controlador proporcional, para eliminar la desviación, esto nos dice lagran importancia de estos controladores y su ventaja. La desventaja principal es que puede variar el valor real que debe marcar, ya que este depende del tiempo.
3. Proporcional integral derivativo (PID): Algunas veces se añade otro modo de control al controlador PI, este nuevo modo de control es la acción derivativa, que también se conoce como rapidez de derivación o preactuación; tiene como...