tesis

YINFORME DE LA PRÁCTICA
“Control PID”

Hernández Vargas, Deyvit Leonardo– 285693
e-mail: dlhernandezv@unal.edu.co
Baquero Ariza, Sergio – 285
e-mail: sbaqueroa@unal.edu.co
Murillo Arango, Juan David – 285
e-mail: jdmurilloa@unal.edu.co
Rodríguez Ortiz, Juan David – 285
e-mail: judrodriguezor@unal.edu.co



RESUMEN: En esta práctica, se analizaron los efectos de cada una de lasacciones de control P, I y D en un sistema de control, y se diseñaron e implementaron sistemas de control PID para los lazos de velocidad y posición de un motor LEGO usando diferentes métodos de sintonización.

PALABRAS CLAVE: Control, PID, Sintonización, Polos, Ceros, Estabilización, Sobrenivel, Error.


INTRODUCCIÓN

Los sistemas de control diseñados para la industria, dependen en granmedida de varios factores, costos, tiempos de fabricación y lo más importante determinados criterios de diseño como el tiempo de en qué se estabiliza la señal, el tiempo en que llega al valor deseado y el sobrepico que pueda tener. Para poder manipulas estas últimas tres características de las señales de entrada de la mejor manera, se utilizan unos modelos simples que facilitan el trabajo de diseño,los controladores P, I y D, los cuales hacen referencia a controladores Proporcionales, Integrales y Derivativos.

Para poder obtener buenos resultados en los sistemas planteados se recomienda utilizar controladores P, PI y PID, aunque en algunos casos específicos se usa el controlador PD. En esta práctica revisaremos las configuraciones de las últimas cuatro estructuras mencionadas decontroladores, sus ventajas, desventajas y métodos para lograr los valores correctos para un buen planteamiento.


OBJETIVOS

Determinar el efecto de las diferentes acciones de control P, I, y D en el comportamiento dinámico yestático de un sistema.

Sintonizar controladores PID mediante los métodos clásicos de Ziegler&Nichols y con criterios de optimización como IAEe ITAE.

Diseñar e implementarsistemas de control PID usando métodos de síntesis/ubicación de polos, cancelación polo-cero y el lugar geométrico de las raíces, para cumplir requerimientos de tiempo de estabilización, errorpermanente y sobrenivel porcentual para los lazos de velocidad y posición de un motor LEGO.

MARCO TEORICO

La sintonía de controladores es el ajuste de parámetros de los controladores para lograr unarespuesta deseada de lazo cerrado. La sintonía de compensadores ha venido evolucionando desde los años 40 hasta la actualidad, encontrando métodos de sintonía de compensadores PID muy simples como el método de ensayo y error hasta métodos que utilizan técnicas de optimización o basados en índices de robustez.
Usualmente se tienen dos tipos básicos de compensadores PID: el PID paralelo y el PIDserie. Estas dos formas de compensadores pueden usarse de acuerdo al proceso o la aplicación.
De igual forma, si se tienen las constantes de sintonización de un PID paralelo y se desea convertirlas a las o constantes de un PID serie o viceversa, se pueden utilizar las conversiones obtenidas por medio de constantes de multiplicación de conversión.
Los métodos clásicos de sintonización decompensadores PID más conocidos son:
Sintonización de Compensadores PID para Respuesta de Asentamiento por Ganancia Ultima

Este método pionero también conocido como método de sintonización en línea, fue propuesto por Ziegler&Nichols en 1942. En este método y las características dinámicas del proceso son representadas por la ganancia última de un controlador proporcional y el período último de oscilacióndel lazo. Estos parámetros, debido a que usualmente no son conocidos, se determinan de forma experimental en el proceso real siguiendo el siguiente procedimiento.
1. Deshabilite/inactive los modos integral y derivativo del compensador PID de tal forma que solosea un controlador proporcional. En algunos controladores, el modo integral no puede ser eliminado totalmente pero puede ser ajustado de...