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7/18/2019 Sintonía Emp
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Unidad I: Simulación deProcesos Industriales
Ajuste de Controladores
César Álvarez
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PID Clásico
El controlador PID es ampliamenteutilizado en la industria
moderna,controlandoalrrededor de un 95% de losprocesos industriales en lazo cerrado.
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Estructura Clásica Controlador PID
P I D
m(t) = Kc
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Ajuste (Sintonía) de controladores
PID
Ajuste empírico
Ajuste con técnicas basadas en modelo.
Ajuste o sintonía empíricaLos métodos clásicos son El método de oscilación de Ziegler-Nichols El método de la curva de reacción de Ziegler-
Nichols El método de la curva de reacción de Cohen-Coon
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Ziegler-Nichols Lazo cerrado
Método de oscilación permanente
Las reglas que se proponen son para la estructura PIDestándar.1.- Sistema en lazo cerrado2.- Controlador en modo Automático y acción Proporcional3.- Ingresar Kc
4.- Aplicar cambio escalón en la referencia.5.- Oscilación permanente?
No
Si Registrar Kc y Pc y obtenerparámetros del controlador desdeTabla Ziegler- Nichols
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TABLA ZIEGLER- NICHOLS
Kc Ti Td
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Ziegler-Nichols Lazo cerrado
Método de oscilación 4:1
1.- Sistema en lazo cerrado2.- Controlador en modo Automático y
acción Proporcional
3.- Ingresar Kc4.- Aplicar cambio escalón en la referencia.5.- Oscilación 4:1?
No
Si Kc=2K4:1 Pc=P4:1 Tabla Z-N
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Método de la curva de reacción de
Ziegler-Nichols(Lazo Abierto)
1. Llevar manualmente la planta a lazoabierto a un punto de operaciónmanipulando u(t ). Supongamos que la
planta se estabiliza en y (t ) = y 0 parau(t ) = u0.
2. En t 0 se aplica un cambio escalón en laentrada
3. Registrar la respuesta hasta que seestabilice en el nuevo punto deoperación
4. Calcular los parámetrosindicados.Ingresar a la tabla Z-N lazo
abierto
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Tabla Ziegler- Nichols (Lazo abierto)
Kc Ti Td
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Método de la curva de reacción de Cohen-Coon
Kc Ti Td
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El sistema a controlar
Para comenzar abordaremos elproblema del control de un sistema
simple de primer orden con retardo,definido por la función de transferencia.
donde k representa la ganancia estática del sistema, t es suconstante de tiempo y L es el retardo del mismo.
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Procedimiento
Comenzar viendo la respuesta delsistema a lazo abierto ante una
entrada en escalón …para un sistema con los siguientes
parámetros: k = 2 , t = 0.5[s] yL=0.8 [s]
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Procedimiento
Construir la estructura del PIDpartiendo de bloques elementales
de SIMULINK del siguiente modo
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Procedimiento
A partir de la respuesta a lazoabierto del sistema, calcular los
controladores P, PI y PID apropiadospara el sistema. (Utilizar métodoZiegler-Nichols, Lazo Abierto)
También probar con el bloque PIDde Simulink
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Procedimiento
Agregar perturbación a la salida delsistema
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Procedimiento
En cada simulación observar índicesde comportamiento relevantes del
sistema: MP o Sp; Ts; Tr; Tp
Registrar conclusiones y gráficasrelevantes.
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Procedimiento
Continuar con Cohen-Coon yobtener nuevos parámetros.
Modificar los parámetros de cadacontrolador para un ajuste fino de larespuesta anotando la influencia delaumento o disminución de cadaparámetro en la respuestatemporal.
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Procedimiento
En cada simulación observar índicesde comportamiento relevantes del
sistema: MP o Sp; Ts; Tr; Tp
Registrar conclusiones y gráficasrelevantes.