PID DIGITAL SINTONIA DE CONTROLADORES
Por: Emano88 • 14/10/2015 • Relatório de pesquisa • 3.281 Palavras (14 Páginas) • 440 Visualizações
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste
Graduação Em Engenharia Elétrica
Anderson Silva
Emannuel de Magalhães
Felipe Queiroz
Liniker Pizate Gregoria
Maicon Alves Miranda
PID DIGITAL
SINTONIA DE CONTROLADORES
Coronel Fabriciano
2015
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste
Graduação Em Engenharia Elétrica
Anderson Silva
Emannuel de Magalhães
Felipe Queiroz
Liniker Pizate Gregoria
Maicon Alves Miranda
PID DIGITAL
SINTONIA DE CONTROLADORES
Trabalho destinado às turmas do 7º período do curso de graduação em Engenharia Elétrica do Centro Universitário do Leste de Minas como componente parcial para aprovação na disciplina de Teoria de Controle.
Professor: Roselito de Albuquerque Teixeira
Coronel Fabriciano
2015
RESUMO
Através do estudo de técnicas de sintonia e discretização de processos, foram dados dois modelos de sistemas e proposta a digitalização e simulação dos mesmos junto a controladores P, PI, PD e PID, sendo utilizados parâmetros obtidos através das sintonias Ziegler Nichols de malha aberta, Lambda e Cohen-Coon.
SUMÁRIO
1 – INTRODUÇÃO
2 – Objetivo
2.1 Objetivo Geral
2.2. Objetivo Específico
3 – DISCRETIZAÇÃO DOS PROCESSOS
3.1 – PROCESSO 1: 8
4 – SIMULAÇÕES 1
4.1 – PROCESSO 1: 2
5 – COMENTÁRIOS FINAIS
5.1 - PROCESSO 1: 26
5.2 - ÍNDICES ISE / IAE: 26
6 – CONCLUSÃO 28
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 29
8 – ANEXOS 30
1 – INTRODUÇÃO
Controlador proporcional integral derivativo, controlador PID ou simplesmente PID, é uma técnica de controle de processos que une as ações derivativa, integral e proporcional, fazendo assim com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, zerado pela ação integral e obtido com uma velocidade antecipativa pela ação derivativa.
O sinal de controle gerado pelo controlador PID é genericamente dado como:
[pic 1]
Podendo ser ainda representado pelo seguinte diagrama de blocos:
[pic 2]
Figura 01 – Diagrama de blocos representativo da estrutura de um PID paralelo.
Para a implementação de um controlador PID em um sistema por um meio digital, ou seja, fazendo uso de uma ferramenta computacional, é necessária a transferência dos parâmetros do processo e do controlador do domínio contínuo para o domínio discreto. Isso se faz tomando como base o chamado período de amostragem, que é o tempo entre amostras realizadas por uma placa ou componente eletrônico de aquisição de dados utilizado para obtenção dos parâmetros de saída do processo. Este componente é responsável ainda por transformar os valores obtidos em grandezas legíveis ao computador ou controlador digital utilizado.
O diagrama de blocos a seguir representa um sistema de controle digital, contendo o computador ou equipamento digital utilizado para implementação do controlador, a placa de aquisição de dados, o processo e a malha de realimentação:
[pic 3]
Figura 02 – Representação de um sistema de controle digital.
Neste trabalho em questão, foi proposto a digitalização de um controlador já anteriormente projetado para o controle de um modelo de processo, obtendo o período de amostragem a ser utilizado bem como a equação de diferenças dos sistemas. Objetiva-se que o mesmo apresenta erro nulo a uma entrada em degrau e tenham o tempo de resposta e sobressinal minimizado.
2 – Objetivo
2.1 Objetivo Geral
O presente trabalho tem como objetivo geral a realização da sintonia do controlador de forma a levar os graduandos a ter um contato maior com métodos que têm princípios baseados na Teoria de Controle e demais disciplinas do curso de Engenharia Elétrica, sendo assim, os alunos podem vivenciar os assuntos mais frisados nas aulas teóricas.
2.2. Objetivo Específico
Apresentar cálculos e simulações de controladores PID, de modo a determinar quais são as técnicas que trazem o resultado mais significativo a ser implementado em determinados processos, enfatizando problemas e soluções que um engenheiro eletricista pode ter ao escolher qual o controlador mais adequado à sua situação.
3 – DISCRETIZAÇÃO DO PROCESSO
Foram propostos o modelo de sistemas apresentado abaixo, sendo realizados os cálculos do período de amostragem a serem utilizados no mesmo, discretização da função de transferência, e obtidas suas equações de diferenças, conforme será demostrado a seguir.
- Processo:
[pic 4]
3.1 – PROCESSO:
Foi proposta a discretização de um sistema com a seguinte função de transferência:
[pic 5]
Conforme pôde ser observado, desconsiderando o atraso de transporte () a equação acima apresenta o seguinte formato:[pic 6]
[pic 7]
Assim, a constante de tempo () predominante do sistema foi definida da seguinte forma:[pic 8]
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