Laboratorio N 05 Control ON-OFFUniversidad de Piura
AsignaturaSISTEMAS AUTOMTICOS DE CONTROL
Laboratorio N 05Control On-Off y Autotunning de PID
AlumnoAPARICIO LPEZ, Luis M.
Fecha de entrega: 17/06/14
LABORATORIO N 05CONTROL ON-OFF Y AUTOTUNNING DE PID
OBJETIVOS Realizar la autosintonizacin de un controlador PID
utilizando un controlador proporcional, un rel ideal y uno con
histresis.
Analizar las ventajas y desventajas de un rel ideal y uno con
histresis.
DESARROLLO
Para determinar los parmetros del controlador PID, utilizaremos
las frmulas de ZieglerNichols para respuestas intermedias las
cuales son:
Para poder observar la las seales de respuesta del proceso
sometido a un PID se utilizara el siguiente esquema de
Simulink:
Proceso de cuarto orden:
En el Matlab:
Grfica del proceso:
El proceso es estable dado que tiene polos reales negativos.
MTODOS DE AUTOSINTONIZACIN
a) Mtodo de la oscilacin mantenida con controlador
proporcional
Con un valor de se obtiene oscilaciones sostenidas
Seal de Salida
Entonces:
Sintonizacin del PID
0.0846.3280.01331.0080.0847
Grfica de seales
b) Mtodo de la oscilacin mantenida con Relay ideal
En donde:
Sintonizacin del PID
0.084886.3280.013411.0080.08556
Grfica de seales
Efecto del ruido sobre la oscilacin del rel
Parmetros del Band-Limited White Noise
Dnde:
Sintonizacin del PID
0.084536.3280.013361.0080.08531
Grfica de seales
c) Mtodo de las oscilaciones sostenidas con relay con
histresis
Parmetros de relay y del Band-Limited White Noise
Dnde:
Sintonizacin del PID
0.175636.3280.027751.0080.17704
Grfica de seales
COMPARACIN
Mtodo de la oscilacin mantenida con controlador proporcional
Mtodo de la oscilacin mantenida con Relay ideal
Efecto del ruido sobre la oscilacin del rel
Mtodo de las oscilaciones sostenidas con relay con histresis
Como se puede apreciar en los tres primeros casos las seales de
error y salida son los parecidas, en comparacin con el cuarto caso
el cual es total mente diferente, en este la seal de error y salida
llegan ms rpido al valor estacionario pero con leves perturbaciones
las cuales siendo esto producto del histresis en el rel.
Calculo de los valores de parmetro de un PID por el mtodo de
sintonizacin aplicando ZieglerNichols a lazo cerrado:
Calculo de y :
Por lo tanto:
Valores del PID
0.144492.770640.052150.692660.10008
Grficas: seal de error y salida del mtodo de sintonizacin de
PID
La seal de error y salida de la usando el mtodo de sintonizacin
es el ms exacto, y por lo tanto el mtodo de las oscilaciones
sostenidas con relay con histresis es el que ms se aproxima dado
que presenta las mismas pequeas perturbacione.
PREGUNTAS
Cules son las dificultades que Ud puede sealar para la aplicacin
del mtodo de oscilaciones mantenidas a travs de controlador
proporcional?
Aunque la gran ventaja es controlar la amplitud de la oscilacin,
este mtodo es tiene la desventaja que no es muy exacto dando los
valores de la autosintonizacin ().
Una de las dificultades es alcanzar las oscilaciones
permanentes, el cual consiste en ir asignando valores de , por el
cual es un mtodo de prueba y error.
Este mtodo es solo aplicable para procesos mayores de tercer
orden.
Al aplicar este proceso se puede llegar a la inestabilidad del
proceso, por ejemplo al aplicar un valores mayores de el proceso
estable se convierte en uno inestable.
En qu casos un control de dos posiciones puede considerarse como
un control til en un proceso?
De que un controlador de dos posiciones sea o no til depende
directamente del proceso y de la amplitud del rel, pero es til
permite encontrar un ciclo lmite en un solo experimento, tambin es
til cuando al iniciar un experimento y disminuirla sus valores si
se observa que la oscilacin es desfavorable al proceso.
CONCLUSIONES
Al utilizar el mtodo de oscilaciones permanentes, este mtodo es
uno de prueba y error, dado que al buscando el valor de apropiado
de para conseguir las oscilaciones permanentes podemos pasas de un
proceso estable a uno inestable.
El mtodo de rel es aplicable solo a procesos mayores del tercer
orden.
Un proceso con rel con histresis tiene una respuesta ms rpida
para alcanzar los valores estacionarios, pero nos produce ciertas
perturbaciones en el proceso.
Los mtodos estudiados nos proporcionan los valores de de manera
rpida, pero con cierto de error.
El valor del periodo del ciclo es el mismo, se aprecia en este
que el rel solo afecta al desfase.
Se puede apreciar que un rel es sensible a los ruido, como se
puede aprecia que el valor de de un rel ideal sin ruido disminuye
al estar presente el ruido en el sistema.
Como se puede apreciar el mtodo de las oscilaciones sostenidas
con relay con histresis es el que ms se aproxima al dar los valores
de el cual se compara con el mtodo de sintonizacin de los parmetros
de un PID.
