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CONTROL AUTOMÁTICO EN SISTEMAS

ELÉCTRICOS

PRIMER SEMESTRE 2018PROF. MATÍAS DÍAZ

Ingeniería de Ejecución en ElectricidadMención Sistemas de Energía

Modalidad Vespertina

M. DÍAZ –CONTROL AUTOMÁTICO EN SISTEMAS ELÉCTRICOS #2

Agenda

▪ DISEÑO BÁSICO DE CONTROLADORES

▪ USO DE RLTOOL EN MATLAB

▪ CONTROLADORES PID

▪ ANTI-WINDING UP


Agenda




▪ ANTI-WINDING UP


Diseño Básico de Controladores

• El controlador debe cumplir con las especificaciones a lazo cerrado.• El sistema a lazo abierto debe tener un polo en el origen. Sin este polo no es posible

obtener cero error a estado estacionario con entrada escalón.• El controlador debe ser simple. Las soluciones complicadas pueden ser difíciles de

implementar. Recuerde, en ingeniería las soluciones simples son las que funcionan.

Respuesta en régimen permanente Error en Estado Estacionario (EEE).

Respuesta Dinámica coeficiente de amortiguamiento, velocidad natural, etc


Diseño Básico de Controladores

Todas las combinaciones posibles depolos a lazo cerrado, que entregan unafrecuencia natural ωn forman unsemicírculo de radio ωn.

Todas las combinaciones posibles, depolos a lazo cerrado, que entregan uncoeficiente de amortiguamiento ζforman una línea recta.


Agenda




▪ ANTI-WINDING UP


Uso de RLTool en Matlab

Definición de Planta en Matlab



Entorno “RLTool”



Configuraciones



Aplicando configuraciones de control



Cómo sintonizar un PI para una planta de primer orden en 5 minutos


Agenda




▪ ANTI-WINDING UP


Controladores PID

Los controladores más utilizados en aplicaciones industriales son los controladoresProporcionales, Integrales y Derivativos (PID). La ecuación en el dominio de Laplace es:

SistemaY(s)

SistemaE(s)

𝑃𝐼𝐷 𝐺2(𝑠)

Y∗(s)

Sistema𝐻1(𝑠)

+

−

U(s)Controlador Planta

Sensor

𝑈 𝑠 = [𝑘𝑝 +𝑘𝑖𝑠+ 𝑘𝑑𝑠]𝐸(𝑠)


Controladores PID

Acción proporcionalLa acción proporcional multiplica el error por una “ganancia”.Acción integralLa acción integral da una respuesta proporcional a la integral delerror. Esta acción elimina el error en régimen estacionario. Porcontra, se obtiene una respuesta más lenta y oscilatoria.Acción derivativaLa acción derivativa da una respuesta proporcional a la derivada delerror (velocidad de cambio del error). Añadiendo esta acción decontrol a las anteriores se disminuye el exceso de sobreoscilaciones.


Controladores PID

)()( seKsu p

)(1

)()( sesT

seKsui

p

)(1

)( sesTsT

Ksu d

i

p

Controlador P

Controlador PI

Controlador PID


Agenda




▪ ANTI-WINDING UP


Anti-Winding UP

En los sistemas de control, la energía esta limitadafísicamente por los actuadores o la capacidad delsistema. Por ejemplo, la corriente de un conductoreléctrico debe ser limitada para evitarsobrecalentamientos, el voltaje máximo a aplicardepende de las especificaciones de los dispositivosde electrónica de potencia, la energía a aplicar a unsistema esta dado por la capacidad de soportartensión y corriente de un dispositivo, etc.


Anti-Winding UP


Fundamentos del lugar de la raíz

Ejemplo en Matlab

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