Introducción al control PID
El control PID es la técnica de control más utilizada en la industria; la sigla PID significa "proporcional, integral y derivativo". El siguiente video explica cómo funciona el control PID y cómo los aspectos proporcional, integral y derivativo del controlador afectan la respuesta del sistema de lazo cerrado. Para aprender a diseñar e implementar controladores PID, consulte los recursos que aparecen al final de la página.
El control PID implica diversas tareas, entre las que se incluyen:
- Selección de un algoritmo PID apropiado (P, PI o PID)
- Ajuste de las ganancias del controlador
- Simulación del controlador con respecto a un modelo de planta
- Implementación del controlador en un procesador de destino
Aunque simple en teoría, el diseño y la implementación de los controladores PID pueden ser complejos y requerir mucho tiempo en la práctica.
MATLAB y los productos complementarios aportan eficiencia a estas tareas de diseño, ya que permiten:
- Configurar el bloque PID Controller de Simulink para un algoritmo PID (P, PI o PID), la forma del controlador (paralelo o estándar), la protección anti-windup (activada o desactivada) y la saturación de la salida del controlador (activada o desactivada)
- Ajustar automáticamente las ganancias del controlador con respecto a un modelo de planta y refinar el diseño de manera interactiva
- Ajustar automáticamente las ganancias del controlador en tiempo real con respecto a una planta física
- Ajustar varios controladores por lotes
- Ejecutar una simulación del sistema de bucle cerrado conectando el bloque PID Controller al modelo de planta
- Generar automáticamente código C destinado a un microcontrolador
- Generar automáticamente texto estructurado IEC 61131 destinado a un PLC o PAC
- Escalar automáticamente las ganancias del controlador para implementarlo en un procesador con aritmética de punto fijo
Ejemplos y procedimientos
Flujo de trabajo
Modelado
Ajuste de PID con respecto a un modelo de planta
Control de motores
Conversión de potencia
Robótica
Procesos químicos
Mecánica
Ajuste automático de PID en tiempo real
Tutoriales
Referencias de software
Modelado
Ajuste de PID
Preguntas frecuentes sobre Control PID
PID significa control proporcional, integral y derivativo, que es la técnica de control más utilizada en la industria.
El control PID utiliza tres términos (proporcional, integral y derivativo) para ajustar la salida de un controlador y minimizar el error entre una consigna deseada y la respuesta real del sistema.
El término proporcional responde a la magnitud del error actual, proporcionando una acción correctiva inmediata para reducir la diferencia entre la consigna y el valor medido.
El término integral acumula los errores pasados a lo largo del tiempo para eliminar el error en estado estacionario y garantizar que el sistema alcance la consigna deseada.
El término derivativo predice el error futuro midiendo la tasa de cambio del error, ayudando a reducir el sobreimpulso y a mejorar la estabilidad del sistema.
Los controladores PID se utilizan ampliamente en el control de motores, los sistemas de conversión de potencia, la robótica y los procesos químicos para controlar variables como la velocidad, la temperatura y el caudal.
Aunque el concepto es sencillo en teoría, el diseño y la implementación de controladores PID pueden resultar complejos y requerir mucho tiempo en la práctica. Esto implica tareas como la selección del algoritmo, el ajuste de ganancias, la simulación y la implementación en procesadores.
Los sistemas reales suelen presentar complejidades como dinámicas no lineales, perturbaciones externas, restricciones operativas y retardos temporales que pueden degradar significativamente el rendimiento de los controladores PID convencionales. Estos problemas surgen porque el control PID tradicional asume linealidad y condiciones de operación fijas, supuestos que rara vez se cumplen en sistemas reales.
Los productos de MATLAB y Simulink permiten realizar ajuste automático, autotuning en tiempo real, simulación, generación de código para microcontroladores y PLC, así como ajuste por lotes de múltiples controladores.
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