Investigacion de pid

Desde el cielo Cayo una mañana

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Carrera: Ingeniería Mecatrónica

Materia: Control automático

Profesora: M.C Marlen Ibarra Reyes

Alumno: Miguel Alejandro Ortega Martínez

Grado y sección: 9 “A”

Contenido

Control proporcional        3

Control proporcional-Integral        4

Control proporcional-derivativo        6

Control proporcional-integral-derivativo        8

Control difuso        10

Redes Neuronales Artificiales        13

Bibliografía        19

Control proporcional

Concepto

La parte proporcional consiste en el producto entre la señal de error y la constante proporcional como para que hagan que el error en estado estacionario sea casi nulo, pero en la mayoría de los casos, estos valores solo serán óptimos en una determinada porción del rango total de control, siendo distintos los valores óptimos para cada porción del rango. Sin embargo, existe también un valor límite en la constante proporcional a partir del cual, en algunos casos, el sistema alcanza valores superiores a los deseados. Este fenómeno se llama sobre oscilación y, por razones de seguridad, no debe sobrepasar el 30%, aunque es conveniente que la parte proporcional ni siquiera produzca sobre oscilación. Hay una relación lineal continua entre el valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control (la válvula se mueve al mismo valor por unidad de desviación). La parte proporcional no considera el tiempo, por lo tanto, la mejor manera de solucionar el error permanente y hacer que el sistema contenga alguna componente que tenga en cuenta la variación respecto al tiempo, es incluyendo y configurando las acciones integral y derivativa.

Impacto en el sistema y proceso

Realiza un ajuste proporcional a la señal de error mediante un factor de ganancia KP. El objetivo es que la señal de error se haga nula. Por sí solo es capaz de realizar un control, pero es poco estable y sufre riesgo de sobre elongaciones. Por esta razón el rango de posibles valores está acotado para evitar que los sistemas lleguen a niveles de ruptura.

La acción de control proporcional constituye un amplificador con ganancia ajustable. La variable medida se resta de la entrada (la variable deseada) para formar una señal de error. Este tipo de acción de control no tiene en cuenta el tiempo por lo que es importante unirla con alguna parte de acción integral o derivativa.

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Ilustración 1 descripción matemática

Aplicaciones, ventajas y desventajas

Este tipo de control se utiliza generalmente en sistemas simples que no dependan del tiempo y en los que la variación del error sea muy poca.  

Entre las ventajas de este tipo de acción de control destacan:

• su simplicidad
• proporciona buena estabilidad
•  responde muy rápido y dinámicamente es relativamente estable.

Por el contrario, la acción proporcional tiene dos desventajas:

• Offset: es debido a que la acción de control es proporcional al error.
• Overshoot: causado por el tiempo significante oscilación.

Conclusión

El control de tipo proporcional trabaja en base al error, pues intenta hacer que este sea cada vez menor hasta hacerlo inexistente, no es un sistema muy fiable puesto que solo trabaja en base al error y no considera factores de suma relevancia como el tiempo.

Control proporcional-Integral  

Concepto

El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional. El control integral actúa cuando hay una desviación entre la variable y el punto de consigna, integrando esta desviación en el tiempo y sumándola a la acción proporcional. El error es integrado, lo cual tiene la función de promediarlo o sumarlo por un período determinado; Luego es multiplicado por una constante I. Posteriormente, la respuesta integral es adicionada al modo Proporcional para formar el control P + I con el propósito de obtener una respuesta estable del sistema sin error estacionario.

Impacto en el sistema y proceso

Es el encargado de reducir el error debido a perturbaciones integrando la diferencia entre la señal y la desviación producida. El resultado es multiplicado por la ganancia de integración KI. Es por lo tanto proporcional al error acumulado y realiza un control de la señal lento. Por el contrario, otorga precisión al conjunto.

El control integral tiende a reducir o hacer nulo el error de estado estable, ya que agrega un polo en el origen aumentando el tipo del sistema; sin embargo, dicho comportamiento muestra una tendencia del controlador a sobre corregir el error. Así, la respuesta del sistema es de forma muy oscilatoria o incluso inestable, debido a la reducción de estabilidad relativa del sistema ocasionada por la adición del polo en el origen por parte del controlador.

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La acción integral se añade al control con dependencia de un factor TI o tiempo integral. Pequeños valores de error siempre generaran señal de control, pero el régimen permanente será nulo. Es muy útil para los procesos dinámicos de primer grado.

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Aplicaciones, ventajas y desventajas

La acción integral da una respuesta proporcional a la integral del error. Esta acción elimina el offset, pero se obtiene una mayor desviación del setpoint, la respuesta es más lenta y el periodo de oscilación es mayor que en el caso de la acción proporcional. Incrementa el orden del Modelo E/S del Sistema y No tiene offset

Conclusión

Es un tipo de control muy importe y utilizado puesto que es un tipo de control bastante preciso y estable, el único problema es que tarda mas en estabilizar un sistema que un control proporcional simple.

Control proporcional-derivativo

Concepto

El significado de la derivada se relaciona con la velocidad de cambio de la variable dependiente, que en el caso del control derivativo indica que éste responde a la rapidez de cambio del error, lo que produce una corrección importante antes de que el error sea elevado. Además, la acción derivativa es anticipativa, esto es, la acción del controlador se adelanta frente a una tendencia de error (expresado en forma de derivada). Para que el control derivativo llegue a ser de utilidad debe actuar junto con otro tipo de acción de control, ya que, aislado, el control derivativo no responde a errores de estado estable.

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