Control PID: funcionamiento, componentes y parámetros clave para estabilidad
Enviado por Chuletator online y clasificado en Informática y Telecomunicaciones
Escrito el en 
español con un tamaño de 3,58 KB
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 los valores especificados por el usuario.
Componentes necesarios
Los tres componentes necesarios para el correcto funcionamiento de un controlador PID son:
- Sensor: determina el estado actual del sistema.
- Controlador: genera la señal que gobierna al actuador. El controlador resta la señal del punto actual de la señal de consigna, obteniendo así la señal de error.
- Actuador: modifica el sistema de manera controlada. Puede ser una válvula, una bomba, un motor, etc.
Ecuación y función de transferencia
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 )
Las tres acciones del PID
Las tres partes que componen la acción del PID son:
Acción proporcional (P)
El valor proporcional depende únicamente del error actual. Por ejemplo, si el error es grande y positivo, la salida del controlador será también grande y positiva. Se utiliza para que el error en estado estacionario se aproxime a cero.
Acción integral (I)
El valor integral depende de los errores pasados. Por ejemplo, si la salida mantiene a lo largo del tiempo un error considerablemente alto, este error se acumula y el controlador integral responderá aplicando una acción mayor. El control integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional.
Acción derivativa (D)
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.
Los tres parámetros del PID
Los tres parámetros principales que determinan el comportamiento del controlador son:
Kp
Kp es la constante proporcional. Un aumento de Kp disminuye el error en estado estacionario pero también puede aumentar la inestabilidad del sistema.
Ti
Ti es el tiempo integral. Se define como el tiempo transcurrido hasta que la acción integral iguala o dobla a la acción proporcional. Una disminución del valor de Ti hace que el error en estado estacionario se aproxime más rápido a cero, pero también puede aumentar la inestabilidad del sistema.
Td
Td es el tiempo derivativo. Se puede definir como el “desfase de tiempo” que se produce al añadir a un controlador proporcional un controlador derivativo, de forma que la salida se alcanza segundos antes que sin el control derivativo. Un aumento del valor de Td incrementa la estabilidad del sistema en muchos casos.