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Desarrollo Teórico
Control PID
El control PID es un tipo de control lineal que se utiliza en más del 90% de los procesos industriales y presenta muy buenos resultados para procesos de primer y segundo orden. Este control consta de básicamente de tres parámetros de diseño, los cuales se explican a continuación.
Parámetros
- Td, tiempo necesario para que la acción proporcional contribuya con a la actuación del controlador con una cantidad igual a la acción derivativa
- Ti, se define como el tiempo necesario para que la acción al valor deseado de la salida del controlador en cantidades iguales a la acción proporcional
- Kp, es la ganancia del controlador
Existen diferentes tipo de algoritmos de control, así como controladores, se puede encontrar el algoritmo de control en serie, paralelo, estándar, entre otros. La elección de los mismo puede variar según sea el tipo de planta, así como el control que se quiera realizar con dicha planta y la implementación de cada uno de los controladores.
Sintonización
Al tratarse de un motor, el cual se estaba trabajando de manera regulada a una baja tensión, se decidió realizar una sintonización manual del mismo, para ello se siguieron algunos pasos generales de sintonización de controladores:
- Primero se comienza con un controlador proporcional con un valor de Kp pequeño
- Luego se le aplica la entrada y se observa la salida respecto a la referencia
- Se debe ajustar el valor de Kp hasta obtener una respuesta en la salida cerca de la referencia, e incluso puede presentar sobrepasos pero de manera moderada
- Luego se comienza a incrementar el valor del tiempo derivativo Td hasta que el sobrepaso quede en un valor permitido por el sistema y según sea el tipo de respuesta que se quiere obtener
- Se ajusta el tiempo integral Ti hasta que se elimine el error permanente
- Finalmente cuando la respuesta es controlado se pueden hacer ajustes de Kp para obtener una respuesta más o quizás menos rápida, según sean los requerimientos del sistema sin que esto afecte la estabilidad del mismo.
Para este proyecto no fue necesario la implementación de un PID, ya que la planta se trataba de un motor DC con un comportamiento relativamente lineal y un poco predecible, además de tampoco se presentaban cambios bruscos al momento de cambiar los valores de referencia. Es por esto que fue suficiente con implementar un controlador PI y seguir el proceso de sintonización.