metodo de alfaro

Ingeniería 11 (1,2):11-25, 2 001 San José. Costa Rica

IDENTIFICACIÓN DE PROCESOS
SOBREAMORTIGUADOS UTILIZANDO
TÉCNICAS DE LAZO ABIERTO
Víctor M.M. Alfaro
Víctor Alfaro
Resumen
Se presentan varios de los métodos de identificación de procesos de lazo abierto, disponibles para la obtención de un modelo de
primer o segundo orden más tiempo muerto, para un proceso sobreamortiguado.
Mediantepruebas de simulación digital, se compara el desempeño de estos métodos y se determina la bondad de los mismos con
base en el error de predicción cometido.
Se dan recomendaciones sobre qué método utilizar con base en el modelo requerido.

Abstract
Several open loop identification methods for over damped process are presented, to obtain first and second order plus dead time
models.
Acomparison based on the prediction error of the different models is made with the aid of digital simulation in order to measure
their performance.
Recommendations on the identification method to use are given based on the model required.

1.

INTRODUCCIÓN

La puesta en servicio de un sistema de control industrial requiere de la correcta sintonización del
controlador, es decir de la selecciónadecuada de
sus parámetros.
Para poder sintonizar el controlador Gc(s) de un lazo de control, como el mostrado en la Fig. Nº 1, es
necesario identificar primero la dinámica del proceso que se va a controlar Gp(s), para luego obtener los parámetros del controlador, empleando el
método de sintonización seleccionado. El proceso
de sintonización del controlador consta así de dos
etapas:identificación y sintonización.
La obtención de la información dinámica del proceso requiere que éste sea excitado de alguna forma y que tanto la entrada aplicada así como la respuesta del proceso, sean registradas. Por estas razones resulta necesario realizar una prueba experimental que permita identificar un modelo dinámico para el proceso.

Las técnicas de identificación experimental, que
nosinteresan, pueden clasificarse en:
•
•
•
•

Métodos basados en la curva de reacción del
proceso (respuesta al escalón)
Métodos de oscilación mantenida
Métodos de realimentación con relé
Métodos de control P

Los métodos basados en la curva de reacción del
proceso son métodos de lazo abierto, el controlador puede o no estar instalado y si lo está operará
de modo “manual” durante la prueba.Los demás métodos son del tipo de lazo cerrado, en
donde el controlador se encuentra operando en
“automático”.
Las técnicas de identificación citadas anteriormente se basan, en consecuencia, en la curva de respuesta del proceso obtenida a lazo abierto o lazo
cerrado y son procedimientos esencialmente gráficos. Otros procedimientos que utilizan secuencias

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INGENIERÍA

binariasseudo-aleatorias (PRBS), como señales de
prueba y métodos numéricos basados en los mínimos cuadrados para la identificación de modelos
en tiempo continuo o en tiempo discreto del tipo
ARX, ARMA, ARMAX y otros, están fuera del alcance de este trabajo.

Se presentan a continuación, algunos métodos de identificación de procesos sobreamortiguados basados en la curva de reacción y
los resultadoscomparativos de la bondad de
los mismos, obtenidos mediante pruebas de
simulación digital.

2.

uno, se representen por medio de un modelo de
primer orden más tiempo muerto, como el dado
por la ecuación (1), algunos pocos requieren de
un modelo de segundo orden más tiempo muerto, como el dado por (2). Si el sistema es subamortiguado debe representarse por un modelo
como el dado por (3).MODELOS

La mayoría de los métodos de sintonización de
controladores se basan en los parámetros de un
modelo de orden reducido que permita representar sistemas dinámicos de orden alto y por
esta razón los más empleados son los de primer
o segundo orden más tiempo muerto, cuyas
funciones de transferencia son:
Primer orden más tiempo muerto

G p (s ) =

k p e − tm s

τ s +1
(1)...