Resumen Control Cascada

RESUMEN Nº1: CONTROL EN CASCADA.
En éste informe se tiene como objetivo presentar una de las técnicas que se han
desarrollado, y frecuentemente utilizado, con el fin de mejorar el desempeño del
control que se logra por medio del control por retroalimentación, el cual es válido
en un gran número de aplicaciones, sin embargo en muchas de ellas la
sintonización del regulador se hace complicada, ylos resultados que se pueden
llegar a obtener no son enteramente satisfactorios.
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 unodentro del otro.
Existen dos propósitos para usar control cascada:
1. Eliminar el efecto de algunas perturbaciones haciendo la respuesta de
regulación del sistema más estable y más rápida.
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 conun controlador secundario también denominado “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

Fig. 1 Estructura de control en cascada

3. Ventajas del control en cascada
a) Produce estabilidad en la operación
b) Las perturbaciones en el lazo interno o secundario son corregidas porel
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 granreducción en la variación de la variable primaria.
f) Es menos sensible a errores 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 salidadel controlador.
c) En algunas aplicaciones la variable controlada no puede 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 debesatisfacer los siguientes criterios:
1. Debe indicar la ocurrencia 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 Controladoren Cascada
Consideraciones Principales para la Implementación 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 muyútil 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...