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CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO

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ANDY JIMENEZ REVILLA

on 21 November 2015

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Transcript of CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO

INTRODUCCION
ACCION DE CONTROL
CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO
Un controlador PID es un mecanismo de control por realimentación ampliamente usado en sistemas de control industrial. Este calcula la desviación o error entre un valor medido y un valor deseado.
PROPORCIONAL
DERIVATIVO
INTEGRAL
depende del error actua
depende de los errores pasados
es una predicción de los errores futuros
UN POCO DE HISTORIA Y APLICACIONES
- Direccion automatica de barcos
Elmer Sperry en 1911
ejemplo mas antiguo
primer analisis
Nicolas Minorsky en 1922
modelo matematico
ve errores en el timonel, no solo actuales sino tambien pasados
objetivo: estabilidad y no control general
termino derivativo fue para mejorar el control mediante la anticipacion
velocidad angular del timonel
con el control PI TUVO UN ERROR DE +- 2º
AGREGANDO EL D SE OBTUVO UN ERROR DE 1/6º
DESPEDIDO Y SUS TRABAJOS PUBLICADOS EN 1930
Por tener una exactitud mayor a los controladores proporcional, proporcional derivativo y proporcional integral se utiliza en:
presión, flujo, fuerza, velocidad, en muchas aplicaciones química, y otras variables
FLUJO
VELOCIDAD
Lazos de Temperatura (Aire acondicionado, Calentadores, Refrigeradores, etc.)

Lazos de Nivel (Nivel en tanques de líquidos como agua, lácteos, mezclas, crudo, etc.)

Lazos de Presión (para mantener una presión predeterminada en tanques, tubos, recipientes, etc.)

Lazos de Flujo (mantienen la cantidad de flujo dentro de una línea o tubo)
USS New Mexico (BB-40)
Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o máquinas.
LAZO ABIERTO
LAZO CERRADO
Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:

Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.
Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.

Necesidades de la supervisión de procesos

Limitaciones de la visualización de los sistemas de adquisición y control.

Control vs Monitoreo Del Proceso

Control software. Cierre de lazo de control.

Recoger, almacenar y visualizar información.

Minería de datos.
LAZO CERRADO
Acción de control derivativa.
La acción de control derivativa genera una señal de control proporcional a la derivada de la señal de error: De este modo, el control derivativo mediante la derivada de la señal de error conocen sus características dinámicas (crecimiento o decrecimiento), produciendo una corrección antes de que la señal de error sea excesiva.

El control derivativo no puede utilizarse en solitario porque es incapaz de responder a una señal de error constante.

Un control derivativo un sistema no alcanzaría nunca el estado estacionario. El control derivativo siempre debe utilizarse en combinación con otros controles por su influencia estabilizadora mediante la acción anticipativa.

Accion de control Proporcional Derivativa.
El control Proporcional Derivativo reduce el sobre impulso y el tiempo de estabilización, por lo cual tendrá el efecto de incrementar la estabilidad del sistema mejorando la respuesta del sistema.

La relación de un controlador Proporcional Derivativo entre la salida u(t) y la señal de error e(t) está dada por:

La acción de control Derivativo tiene un carácter de previsión. Sin embargo, es obvio que una acción de control Derivativo nunca prevé una acción que nunca ha ocurrido.

CARACTERISTICA
VENTAJAS DESVENTAJAS
Aunque la acción de control Derivativo tiene la ventaja de ser de previsión, tiene las desventajas de que amplifica las señales de ruido y puede provocar un efecto de saturación en el actuador.

Si se aplica la transformada de Laplace se obtiene:
CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO
CONTROL PROPORCIONAL
Reduce el sobre impulso y el tiempo de estabilización.
Es un amplificador con ganancia ajustable.
Tiene el efecto de incrementar la estabilidad del sistema mejorando la respuesta del sistema.
Este control reduce el tiempo de subida, incrementa el sobretiro y reduce el error de estado estable
COMPARACION
CARACTERISTICAS DEL CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO
- El Control PD. en esencia es un control anticipativo (Actúa antes de que la perturbación afecte al sistema).
- Predice el sobrepaso grande (valor pico máximo de la curva de respuesta, estabilidad relativa del sistema) que ocurrirá luego en el tiempo y hace un esfuerzo correctivo antes de que el sobrepaso ocurra.
- La porción o parte derivativa del controlador, no provee ninguna acción correctora al proceso y el controlador adopta una actitud pasiva. Por eso se dice que el efecto del controlador tiene una gran y rápida acción inicial, seguida de un eventual decaimiento a cero de la acción de control proporcional a la derivada del error,
- El controlador PD es un filtro Pasa Alto, tiene la desventaja que acentúa el ruido en altas frecuencias.
- El controlador PD al agregar un cero, aumenta el Ancho de Banda del sistema.
- El control proporcional derivativo, se anticipa a la propia señal de error. Este tipo de controlador se utiliza en sistemas que deben actuar muy rápidamente, ofreciendo una respuesta tal que provoca que la salida continuamente esté cambiando de valor.
- Para señales lentas, el error producido en la salida en régimen permanente sería muy grande y si la señal de mando dejase de actuar durante un tiempo largo la salida tendería hacia cero y con lo que no se realizaría ninguna acción de control.
- La ventaja de este tipo de controlador es que aumenta la velocidad de respuesta del sistema de control.
CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO CON AJUSTE
CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO SIN AJUSTE
AJUSTE EN EL CONTROL
EJEMPLO DEL PROYECTO DE LA BOLSA DE AIRE EN UN COCHE.
EXPLICACION Y ANALISIS
DIAGRAMA DE BLOQUES DEL CIRCUITO DE DISPARO DEL AIRBAG
El filtro paso alto que se ha incluido después del acelerómetro tiene dos funciones: evita que se sature el integrador con los errores de cero del acelerómetro y hace insensible el circuito de disparo a cambios lentos de velocidad y aceleración. La señal de aceleración se compara con un umbral ath mediante un comparador con histéresis y para evitar múltiples cambios de estado a la salida del comparador se ha añadido un monoestable que mantiene la salida activada durante un tiempo td prefijado. La velocidad (en este caso el cambio de velocidad porque la señal ha sido filtrada paso alto previamente) se obtiene mediante un integrador y se compara con un umbral Vth. Si la salida del monoestable está activad y la salida del comparador se activa durante el tiempo td a la salida de la puerta AND aparecerá un pulso que activar á el circuito de disparo del Flash
PARA ENTENDER EL CONTROL PROPORCIONAL INTEGRAL
LA MAGIA DEL CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO CON AJUSTE.
EL PD ES UN DERIVADO DE EL PID
LAPLACE
INTEGRANTES:

ANDY MAURICIO JIMENEZ REVILLA
NELSON VARGAS CHARCAS
NESTOR GUILLEN GUILLEN
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