20b - PRÁCTICA - Simulación PID analógico

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Aclaraciones:

Introducción y webs de consulta

Seguiremos el tutorial “Analog Electronic PID Controllers” de la página “Control Automation”: https://control.com/textbook/closed-loop-control/analog-electronic-pid-controllers/

Siglas en inglés:

El error es la diferencia SP-PV.

Amplificador de instrumentación (útil en la realidad, innecesario en estos ejercicios)

Necesitarás usar este bloque en todos los ejercicios.

El amplificador de instrumentación se comporta de manera similar al restador, pero anula la ganancia en modo común.

La señal de realimentación la tendrás que simular de una forma arcaica.

Modelizado de la planta

Utilizaremos el bloque TRANSFER_FUNCTION_BLOCK. Configuraremos un sistema de segundo orden subamortiguado sacado del ejercicio 17b-3:

$$G(s)=\frac{4}{s^2+2.4s+4}$$

20b-1 Regulador P

Monta y simula el siguiente controlador proporcional:

Me habéis preguntado mucho sobre interruptores y conmutadores. Los que yo uso son SPST y SPDT.

Prueba a medir la salida ante entrada escalón unitario.

20b-2 Regulador PID

Prueba a medir la salida ante entradas escalones de distintos tipos, con distintos valores. Elige un valor de sintonización estable y calcula parámetros temporales.

Las “llamadas” a la fuente de alimentación se pueden hacer con Place → connectors → on-page connector

Sugerencia de diseño:

Es un circuito complejo, pero date cuenta de que esto…

…coincide con esto:

Al tener realimentación unitaria, Y(s) coincide con H*(s)

También llama la atención la presencia del inversor de ganancia -1. Esto se debe a la fórmula:

$$c(t) =k_p·\left( e(t)+ \frac{1}{T_i} \int_0^t{e(t)}\ dt +T_d·\frac{d\ e(t)}{dt} \right)$$

En esta fórmula la constante proporcional multiplica a todo (por eso se pone antes de separar los términos). En otras versiones los verás totalmente separados (P, I, D):

20b-3 Regulador PID reducido