EJEMPLO

Consideren la siguiente función de transferencia:

Si se aplica una entrada escalón unitario, la respuesta obtenida es la siguiente:

Dado que la respuesta es una curva S, el sistema se puede caracterizar como un sistema de primer orden más tiempo muerto, aplicando el método de la curva de reacción y se halla los valores de K, tao y to.

Para este ejercicio dan K=1, tao= 1.20 y to= 0.3692. Se deben comparar las respuestas tanto del sistema original como  la del modelo caracterizado, para asegurarnos de que hemos hecho bien el procedimiento:

Puede observarse que las dos gráficas son muy similares, por lo cual se ha construido un buen modelo de primer orden. Ahora con los valores encontrados de K=1, tao= 1.20 y to= 0.3692  procedemos a sintonizar el controlador,  buscando en las tablas de Ziegler-Nichols a lazo abierto los parámetros del controlador Kc=(1.2/K)*(tao/to),  ti=2*to  td=0.5*to . Por ulitmo montamos en simulink el sistema a lazo cerrado, se ajusta el controlador PID y se obtiene la respuesta.

Puede verse que se ha obtenido la tipica respuesta de razón de asentamiento de 1/4. Lo interesante es comparar la respuesta con un control PI y un control P y analizar las dinámicas.  Utilizar otros criterios de ajuste y comparar con Ziegler-Nichols

LABORATORIO

INTRODUCCIÓN

El objetivo de esta práctica es que el alumno se familiarice y profundice en el conocimiento de la estructura de control PID, comúnmente usado en el mundo industrial.

Para ello se empleará el software de simulación de sistemas dinámicos SIMULINK® asociado al paquete de computación técnica MATLAB ®.

La descripción de la práctica y los puntos a tratar en la misma se recogen en los siguientes apartados.

Desarrollo:

Dadas las siguientes funciones de transferencia representativas de un proceso, realizar un análisis del sistema:

1.- Caracterizar la respuesta (para cada caso) del proceso como un sistema POMTM (donde sea posible)


2.- Hacer uso de los métodos de ajuste de controladores de Ziegler-Nichols (A lazo abierto y a lazo cerrado donde sea posible) para sintonizar la acción de un control P, PI, PID.

3.-Hacer un análisis comparativo de la respuesta obtenida por cada tipo de controlador utilizado, explique cual es el efecto de cada uno de los parámetros del controlador.

CUESTIONARIO DIDÁCTICO

1.- Explicar los pasos para implementar un control de procesos. ( Utilice como guía y referencia artículo pid_plc Pág 8-17)

2.- Explicar las acciones de control, Proporcional, Integral y derivativa. (Utilice como guía y referencia artículo pid_plc Pág 8-35)

3.- Explique el proceso de sintonización de lazo abierto (Utilice como guía y referencia artículo pid_plc Pág 8-35)

4.- Explique el procesos de sintonización a lazo cerrado (Utilice como guía y referencia artículo pid_plc Pág 8-41)

5.- Cuando se debe usar el control en cascada?

6.- Explique el proceso de ajuste de lazos en cascada (Utilice como guía y referencia artículo pid_plc Pág 8-46)