Los sistemas de control no son mas que un diseño hechos para obtener una salida deseada de un sistema o proceso. En el controlador PD como las siglas lo dicen es el control Proporcional Derivativo, lo que wn castellano seria la velocidad de cambio de una señal de entrada que sera utilizada para determinar el factor de amplificación, todo mediante el calculo de la derivada de la señal.
El Controlador Derivativo (PD)
Acción de control proporcional-derivativa: se define mediante:
u(t) = Kpe(t) + KpTd
donde: Td es una constante de denominada tiempo derivativo. Esta acción tiene carácter de previsión, lo que hace más rápida la acción de control, aunque tiene la desventaja importante que amplifica las seña les de ruido y puede provocar saturación en el actuador.
Cuando una acción de control derivativa se agrega a un controlador proporcional, permite obtener un controlador de alta sensibilidad, es decir que responde a la velocidad del cambio del error y produce una corrección significativa antes de que la magnitud del error se vuelva demasiado grande. Aunque el control derivativo no afecta en forma directa al error ea estado estacionario, a˜nade amortiguamiento al sistema y, por tanto, permite un valor m´as grande que la ganancia K, lo cual provoca una mejora en la precisión en estado estable.
En el sistema de control PD en esencia un control anticipatorio. Y tendrá un efecto en el error en estado estable sólo si el error varía con respecto al tiempo.
Y para el controlador PI
cuya función solo es asegurarse de que la salida del proceso coincide con el punto de consigna en estado estacionario. Con control proporcional, hay normalmente un error de control en estado estacionario. Con acción integral, un pequeño error positivo conducirá siempre a una señal de control creciente, y un error negativo dará una señal de control decreciente sin tener en cuenta lo pequeño que sea el error.
cuya función solo es asegurarse de que la salida del proceso coincide con el punto de consigna en estado estacionario. Con control proporcional, hay normalmente un error de control en estado estacionario. Con acción integral, un pequeño error positivo conducirá siempre a una señal de control creciente, y un error negativo dará una señal de control decreciente sin tener en cuenta lo pequeño que sea el error.
Figura. Implementación clásica de una acción integral
acontinuacion se muestra como es el controlador PI en bloques
Realimentación
La manera común de representar un proceso que se desea controlar es mediante la elaboración de un diagrama de bloques, que muestra las variables que influyen en todo un proceso. El controlador generalmente se sitúa antes de comenzar el mismo.
Cuando se habla de control, generalmente se maneja el término realimentación, el cual se refiere a un “Lazo cerrado” mediante el cual se conoce el resultado de la salda de un proceso para tomarlo en cuanta a la entrada del mismo.
Figura. Diagrama de bloques de un controlador con realimentación simple
Si la realimentación funciona bien el error será pequeño, e idealmente será cero. Cuando el error es pequeño la variable de proceso está también próxima al punto de consigna independientemente de las propiedades del proceso. En la práctica, para conseguir realimentación es necesario tener sensores y actuadores apropiados que efectúen las acciones de control.
Control PID
El controlador PID es con diferencia la forma más común de realimentación. Este tipo de controlador ha sido desarrollado a lo largo de un gran periodo de Tiempo y ha sobrevivido a muchos cambios de tecnología, de la mecánica y la neumática a la basada en la electrónica y en los computadores.
La versión de “libro de texto” del algoritmo PID se puede describir como:
Donde u es la señal de control y e es el error de control (e = ysp − y). La señal de control es así una suma de tres términos: el termino-P (que es proporcional al error), el termino-I (que es proporcional a la integral del error), y el termino-D(que es proporcional a la derivada del error). Los parámetros del controlador son la ganancia proporcional K, el tiempo integral Ti, y el tiempo derivativo Td.
El controlador PID tiene tres términos. El termino proporcional P corresponde a control proporcional. El termino integral I da una acción de control que es proporcional a la integral del error y el termino derivativo D es proporcional a la derivada del error de control.
Figura. Un controlador PID calcula su acción de control basándose en los errores de control pasados, presentes y futuros.
Un controlador PID en forma de diagrama de bloques se representa de dos formas:
Como se puede ver, el no interactuante no influye sobre la parte derivativa y el tiempo derivativo no influye sobre la parte integral, a diferencia del interactuante. Generalmente en la práctica se utiliza el no interactuante, pero se dice que el interactuante es más fácil de sintonizar manualmente.
