Guia de Control Automàtic: PID, Integral, Derivatiu i Sistemes On/Off

Control Integral

Parlem de control integral quan la velocitat de canvi de la sortida de control és proporcional al senyal d’error d’entrada.

Cada pila fa que hi hagi corrent en un sentit diferent. Quan una està activada, l’altra es desactiva. En fer contacte en una part del potenciòmetre, tindrem més o menys ohms; la resistència del circuit també canviarà el corrent i la potència que arriba, la qual anirà més o menys ràpid.

La característica principal d’aquest tipus de regulació és que mentre hi hagi senyal d’error, persistirà l’acció correctora, i serà menys enèrgica com més petita sigui la desviació.

La regulació integral té l’inconvenient de ser poc enèrgica en els instants immediats a l’aparició brusca d’una desviació, ja que té un efecte progressiu.

Eliminar OFSET

A la pràctica, no hi ha controladors que portin implementada la lacció integral pura i prou, sinó que també porten incorporada una acció proporcional, ja que en determinats processos es pot donar un funcionament inestable. La primera acció que actua és la proporcional, que ho fa instantàniament, mentre que la integral actua durant un interval de temps. Així eliminem la desviació residual permanent (ofset) que és l’inconvenient principal del control proporcional.

Control Derivatiu

El control derivatiu es caracteritza perquè genera un senyal de control proporcional a la velocitat amb què varia la magnitud d’error amb el temps.

L’objectiu de l’acció derivativa (D) és precisament complementar les dues anteriors i permetre d’obtenir una resposta dinàmica més ràpida, aconseguir un temps de resposta menor.

Control Proporcional-Integral-Derivatiu (PID)

Els controladors industrials que hi ha al mercat solen combinar els tres tipus d’accions bàsiques estudiades (P, I, D); són els anomenats reguladors tipus PID. L’objectiu d’aquest tipus de control és obtenir tots els avantatges dels altres tres i superar els inconvenients.

Control Tot o Res

Un sistema de control tot o res és aquell la sortida del qual només adopta dos estats: connectat o desconnectat.

Les seves equacions són:

• E(t) = E(t) - R(t)
• C(t) = 1, si E(t) > R(t)
• C(t) = 0, si E(t) < R(t)

Aquest tipus de control és aplicable, en general, quan el procés o dispositiu que es vol controlar es comporta amb un retard anomenat de primer ordre, és a dir, amb una constant de temps molt gran.

A la pràctica, aquests sistemes tenen una certa histèresi o banda morta en la qual no actuen. Això significa que les equacions que expressen el seu comportament són les següents:

• C(t) = 1, si E(t) > R(t) + h/2
• C(t) = 0, si E(t) < R(t) - h/2

Transductors

Els transductors són dispositius que transformen una magnitud física en una altra magnitud física, sovint un senyal elèctric, entre les quals hi ha una relació determinada.

Generadors de Consigna, Comparadors i Actuadors

El generador del valor de consigna o de referència consisteix en un dispositiu capaç de generar un senyal de referència, el qual s’aplicarà al comparador amb l’objecte de confrontar-lo amb el senyal realimentat procedent del transductor i generar així el senyal d’error o desviació actiu.

El comparador és el dispositiu encarregat de comparar el valor de referència amb el valor mesurat de la variable de sortida mitjançant el transductor de realimentació. El resultat d’aquesta comparació constitueix l’error de funcionament o desviació de la sortida respecte del valor previst. El dispositiu comparador sol formar part de la unitat de control.