Controlador PID: Funcionamiento y parámetros
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CONTROL PID:
Un controlador PID es un mecanismo de control por realimentación que se basa en el cálculo de la desviación o error entre un valor medido y un valor deseado. El objetivo del controlador PID es hacer que los valores que se obtienen a la salida de un sistema sean unos valores especificados por el usuario.
Componentes necesarios
Los tres componentes necesarios para el correcto funcionamiento de un controlador PID son:
- Un sensor, que determine el estado actual del sistema.
- Un controlador, que genere la señal que gobierna al actuador. Este controlador resta la señal de punto actual a la señal de punto de consigna obteniendo así la señal de error.
- Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada. Puede ser una válvula, una bomba, un motor, etc.
La ecuación “clásica” de la salida proporcionada por un controlador PID es la siguiente: u(t) = Kp*(e(t) + (1/Ti) * | e(t) dt + Td (de(t)/dt) ). Aplicando transformadas de Laplace, la función de transferencia del controlador PID se puede escribir como: C(s) = Kp * (1 + (1/Ti*s) + Td*s )
Partes del controlador PID
- El valor proporcional depende únicamente del error actual. Se utiliza para que el error en estado estacionario se aproxime a cero.
- El valor integral depende de los errores pasados. El control integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional.
- El valor derivativo es una predicción de los errores futuros, basada en la variación del error actual con el tiempo. La acción derivativa se manifiesta solo cuando hay un cambio en el valor del error con el tiempo.
Parámetros del controlador PID
- Kp es la constante proporcional. Un aumento de Kp disminuye el error en estado estacionario pero también aumenta la inestabilidad del sistema.
- Ti es el tiempo integral. Una disminución del valor de hace que el error en estado estacionario se aproxime más rápido a cero, pero también aumenta la inestabilidad del sistema.
- Td es el tiempo derivativo. Un aumento del valor de Td aumenta la estabilidad del sistema.