1. ESTRUCTURA DEL CONTROLADOR PID Prof. Paolo Castillo Rubio

2. Un controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) es un sistema de control que, mediante un elemento final de control (actuador), es capaz de mantener una variable o proceso en un punto deseado dentro del rango de medicin del sensor que la mide. Es uno de los mtodos de control ms frecuentes y precisos dentro de la regulacin automtica. CONTROLADOR PID 3. 4. Elcontroladorlee una seal externa que representa el valor que se desea alcanzar. Esta seal recibe el nombre de punto de consigna (o punto de referencia), la cual es de la misma naturaleza y tiene el mismo rango de valores que la seal que proporciona el sensor. Para hacer posible esta compatibilidad y que, a su vez, la seal pueda ser entendida por un humano, habr que establecer algn tipo de interfaz. Funcionamiento 5. El controlador resta la seal de punto actual a la seal de punto de consigna, obteniendo as la seal de error, que determina en cada instante la diferencia que hay entre el valor deseado y el valor medido. La seal de error es utilizada por cada una de las 3 componentes de un controlador PID propiamente tal, para generar las 3 seales que, sumadas, componen la seal que el controlador va a utilizar para gobernar al actuador. La seal resultante de la suma de estas tres seales, se llama variable manipulada y no se aplica directamente sobre el actuador, si no que debe ser transformada para ser compatible con el actuador que usemos. 6. Las tres componentes de un controlador PID son:accin proporcional ,accin integralyaccin derivativa .El peso de la influencia que cada una de estas partes tiene en la suma final, viene dado por la constante proporcional, el tiempo integral y el tiempo derivativo, respectivamente. 7. Accin Proporcional Una ventaja de esta estrategia de control, es que slo requiere delclculo de un parmetro(ganancia K c ) y, adems, genera una respuesta bastanteinstantnea . Sin embargo, el controlador proporcional posee una caracterstica indeseable, que se conoce comoerror en estado estacionario(offset). 8. 9. Accin integrativa La accin integral da una respuesta proporcional a la integral del error. Esta accinelimina el offset,pero se obtiene unamayor desviacin del set point , la respuesta es mslentay el periodo deoscilacin es mayorque en el caso de la accin proporcional. 10. En este tipo de control, la salida m(t) del controlador, es proporcional a la integral del error e(t), o sea: Donde:m(t)es la seal de salida del controlador e(t)es la seal de error K i es una constante, llamada ganancia integral 11. Accin derivativa La accin derivativa da una respuesta proporcional a la derivada del error (velocidad de cambio del error). Aadiendo esta accin de control a las anteriores, seelimina el exceso de oscilaciones . No elimina el offset. Se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error; (si el error es constante, solamente actan los modos proporcional e integral). 12. En este tipo de control, la salida m(t) del controlador, es proporcional a la derivada del error e(t), o sea: Donde:m(t)es la seal de salida del controlador e(t)es la seal de error K d es una constante, llamada ganancia derivativa 13. Accin de control proporcional integral derivativa: E sta accin combinada rene las ventajas de cada una de las tres acciones de control individuales. La ecuacin de un controlador con esta accin combinada se obtiene mediante: 14. En general, si se tiene un sistema de primer orden, se suele utilizarcontrol PI(ya que la accin derivativa no tiene mayor efecto) y si el sistema es de segundo orden, se suele utilizarcontrol PID . Para sistemas de orden mayor o con retardos muy grandes el control PID no es eficiente. Cundo utilizarlo?