Sintonizaciónde controladores. Ing. Victor Aviña

Transcripción

1 Sintonizaciónde controladores Ing. Victor Aviña

2 Método de sintonización en lazo cerrado Criterio de Ziegler-Nichols(método de la ganancia máxima) Primero se incrementa la ganancia del control proporcional K o hasta que la salida del sistema se comporte como una oscilación sostenida (marginalmente estable) Si el Sistema tine controlador PI PDo PID debenanularseestas partes y dejar solo el Proporcional Si el sistema es incapaz de alcanzar el estado de libre oscilación con incrementos de ganancia, el método de Ziegler-Nichols no se puede aplicar. El criterioesfacilde aplicar solo se tiene queigualara cero la ecuacion caracteristicade la funcionde transferenciay sustituirs porj una vez realizado este cambio la parte imaginaria se obtiene de la cual se obtiene =2 / de la parte real ya que se obtuvo se despeja =

3 Una vez obtenidos, se utiliza la siguiente tabla para cualquiera de los controladores, se reitera si el sistema no puede llegar al estado marginalmente estable entonces nunca se podrá usar este criterio = = Tipode controlador ( ) P PI PD PID

4 Ejemplo:

5 Método de sintonización en lazo abierto Este criterio de ajuste se denominado Criterio de Cohen-Coonconsiste en aplicar una entrada escalón R(s) directamente hacia los elementos que forman la trayectoria directa sin incluir al controlador. La respuesta obtenida a la salida del sensor, denominada curva de reacción del sistema que es el punto de partida para la sintonización de los diversos tipos de controladores Una característica típica de la curva de reacción es que presenta una forma de S, debido a la contribución en tiempo compuesta por la suma del atraso de tiempo propio de un sistema de primer grado con constante de tiempo junto con un atraso de tiempo puro Ta

6 A partir de la curva de reacción, se dibuja una recta tangente en el punto de inflexión de la curva, de tal manera que la intersección de la recta tangente con el eje de tiempo representa el atraso de tiempo Ta. La constante de tiempo en relación con un sistema de primer grado se obtiene de: Conociendo los valores de ganancia K del proceso, atraso de tiempo Ta y constante de tiempo (a partir de la pendiente de la tangente m en el punto de inflexión), la sintonización de los diversos controladores se lleva a cabo a partir de los valores mostrado en la tabla Métodografico =

7 Métodoanalítico Para aplicarestemetodose siguenlos siguentespasosse analizala funciony(s) en respuesta a una entrada escalon unitario derivandola con respecto al tiempo si es complicadoobtenerla funcionen el tiempose puedeusarla formula de la transformada de una derivada Se obtienetambienunasegundaderivadala cualse igualaa cero y se despejael valor de t con estose obtieneel tiempodel puntode inflexion, se sustituyeel valor obtenido en la primera derivada para obtener la pendiente, se sustituye tambienel valor obtenidodel tiempoen la funcionde y(t) en respuestaal escalonunitarioy se despeja por la formulade la pendiente de una recta = Se evalua ( )con lo que se obtiene Se usala tabla

8 Ejemplo

9 Método de sintonización en lazo abierto Ziegler-Nichols (curva de reacción) denominado también de sintonización en lazo abierto. Este procedimiento se aplica al registro gráfico de la respuesta del proceso para entrada escalón, donde es necesario determinar tanto el atraso de tiempo Ta como la pendiente m de la tangente en el punto de inflexión. Una vez cuantificados los parámetros mencionados, los coeficientes de los controladores se obtienen a partir de la tabla Tipode controlador ( ) P PI + / PD = = PID

10 Ejemplo

11 Método de Chien-Hrones-Reswick Especificado en el año Es una variante del método de Ziegler- Nichols en bucle abierto.

12 Método de Chien-Hrones-Reswick Este método también utiliza la (curva de reacción) teniendo la ventaja de controlar el sobre impulso solo se aplica principalmente a controladores PID pudiéndose aplicar a todos los tipos de controladores pero los resultados en los demás controladores no son tan favorables observar las gráficas anteriores = = Parámetros 0% de sobreelongación 20% de sobreelongación Referencia Perturbación Referencia Perturbación 0.6/ 0.95/ 0.95/ 1.2/

13 Método de Chien-Hrones-Reswicka los demás controladores Controlador Parámetros 0% de sobreelongación 20% de sobreelongación Referencia Perturbación Referencia Perturbación P 0.3/ 0.3/ 0.7/ 0.7/ PI 0.35/ 0.6/ 0.6/ 0.7/ / 0.95/ 0.95/ 1.2/ PID

14 Ejemplo