Aspectos prácticos del controlador PID

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Francisco Javier Lagos Cuenca
hace 7 años
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1 CONTROLADORES PID Apecto práctco el controlaor PID Fernano Morlla García Dpto. e Informátca y Automátca ETSI e Informátca, UNED Mar e enero e 2007

2 Introuccón (/3) Lazo nutral e control PID Perturbacone Punto e congna (SP) REGULADOR INDUSTRIAL PID Señal e control (OP) PLANTA Varable el proceo (PV)

3 Introuccón (2/3) Regulaor nutral ECA 600 e SattControl Control gtal Ecalao en PV Fltrao e la PV Lmtacón en la eñal e control Moo e funconamento

4 Introuccón (3/3) Regulaore nutrale UDC 2300 y 3300 e Honeywell

5 2 Algortmo PID (/5) U() = p T T E() R() - E() T I P U() Y() T D Controlaor PID no nteractvo

6 2 Algortmo PID (2/5) U() = ( p T )E() T R() Y() E() - T D T I P U() Controlaor PID nteractvo

7 2 Algortmo PID (3/5) U() = p E() P R() E() I - Y() U() D Controlaor PID paralelo

8 2 Algortmo PID (4/5) p T T = p T ( T ) = p Algortmo PID no nteractvo Algortmo PID nteractvo Algortmo PID paralelo Igualano coefcente e la mma potenca en e obtenen la fórmula e converón entre lo parámetro e lo tnto algortmo PID.

9 2 Algortmo PID (5/5) Parámetro No nteractvo 2 p p T T 4T T p T T T T T T T T p Interactvo T 2 4T T T T 2 4T T T

10 3 Fltro en la accón ervatva (/3) La funcone e tranferenca anterore e conocen con el nombre e eale,, preentan gananca muy elevaa a alta frecuenca. Para atenuarlo, la accón ervatva eal e fltra por un tema e er oren con cte e tempo αt. T U() = P E( ) T T α Controlaor PID no nteractvo E() T U() p α T - α La nueva accón ervatva actuará como veraera ervaa olo a frecuenca baja y u gananca a alta frecuenca etá lmtaa a a P /α.

11 3 Fltro en la accón ervatva (2/3) Ejemplo con PIDBac Ampltu el ruo N: Invero el factor (α)( ) el fltro ervatvo. Valore típco entre 2 y 20.

12 3 Fltro en la accón ervatva (2/3) U() T P E T T = α ( ) E() T α T p U() T Controlaor PID nteractvo

13 4 Etructura e control (/4) u(t) e(t) = e(t) e(t)t T p T t P I D R() E() T α T p U() Y() - T

14 4 Etructura e control (2/4) u(t) y(t) = p e(t) e(t) t T T t R() P I - D Y() T α T - p U() T

15 4 Etructura e control (3/4) u(t) y(t) = p y(t) e(t) t T T t R() I P D Y() T α T - T p U() -

16 4 Etructura e control (4/4) Cao má general u(t) = () p b r t y(t) e(t)t T T t PID (b=( b=, c=) PI-D D (b=( b=, c=0) I-PD (b=0( b=0, c=0) ( c r(t) y(t) ) El parámetro b [0 b ] etá conerao como el 2º grao e lberta el controlaor PID. En PIDBac e pueen probar la etructura PI-D D e I-PD y la tuacone ntermea varano el peo b.

17 5 El problema el wnup (/6) Control e temperatura en un ntercambaor e calor (Cap( Cap.. 7) Lmtacone e la válvula: rango, tempo e repueta Vapor W v P v u T C T T T r Líquo frío F l T e Intercambaor e calor T Líquo calente Vapor conenao

18 5 El problema el wnup (2/6) Smulacón para ferente rango en la válvula Pv pv T u a a t actuaor Te te Wv 60 /60 Fl pao a T/h wv fl pao a m3/mn Intercambaor p p pv u control manual uman PI-D con moelo e actuaor u

19 5 El problema el wnup (3/6) Stuacón eal (-),( real con wnup (-)) y real con antwnup (-) Sala el proceo Señal e control t t t Accón ntegral

20 5 El problema el wnup (4/6) Antwnup por egumento ntegral E () R() Y() - E() α T T - α T r PI D con antwnup p - U() Moelo e actuaor U () Parámetro aconal : T r. Regla heurítca : T r = 0. T.

21 5 El problema el wnup (5/6) Ejemplo e egumento en el cambo e moo E () R() Y() - E() α T T - α T r U m () p - U() A M Moelo e actuaor PI D con ant-wnup y cambo e moo U ()

22 5 El problema el wnup (6/6) Control en cacaa Vapor P v F T F C F r T C T r Líquo frío F l T e W v Intercambaor e calor T T T Líquo calente Vapor conenao

23 5 El problema el wnup (7/6) Ejemplo e egumento en el control en cacaa r y u SP u r VM PID 2 y 2 SG Controlaor ecunaro SP VM Moelo el actuaor2 u u 2 Proceo y Controlaor prmaro u PID 2 2 SG r u SP local Moelo el actuaor y 2

24 PIDWnup (/2) El eguno móulo el ILM (Interactve( Learnng Moule) Project J.L.. Guzmán (U. Almería), S. Dormo (UNED),.J. Atröm (Lun Inttute, Sween) ) y T. Hägglun Complemento al lbro Avance PID Control e Atröm y Hägglun, 2005 En evaluacón (nvtacón peronal e lo autore) ee cembre e 2005 Manual e uuaro y ejecutable ponble en el curo vrtual Dearrollao en Syquake 3 (

25 PIDWnup (2/2)

26 6 Controlaore PID creto (/3) PID no nteractvo creto Baao en la aproxmacón trapezoal e la ntegral = cretzacón meante la tranformacón blneal = p p U() = U(z) h 2 T = p p p = T p p T z z - h α T 2 T 2 α T E() p z - z c 2 α T 2 α T E mportante elegr aecuaamente el períoo e muetreo h c = h h

27 6 Controlaore PID creto (2/3) Ecuacone en ferenca el PID no nteractvo creto P k = p (r k y k ) I k = I k- p (r k r k- y k y k- ) D k = - c D k- p (r k -r k- y k y k- ) u k = P k I k D k u k = at(u k,u mn,u max ) I k = u k -P k - D k Satura la eñal e control Memorza la accón ntegral

28 6 Controlaore PID creto (3/3) Ejemplo con el ntercambaor para ferente períoo e muetreo (Cap( Cap.. 7) Pv pv T u a a t actuaor Te te Wv Fl pao a T/h wv fl pao a m3/mn Intercambaor p p pv u control manual uman PID gtal u

29 CONTROLADOR PID DISCRETO Aplcacón earrollaa en Matlab por I. López. Etá ponble en el curo vrtual junto con un breve manual en PDF.

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