Resumen

De acuerdo a diversos reportes, se estima que alrededor del 70% de los lazos de control industrial utilizan los clásicos algoritmos de control PID (Proporcional Integral Derivativo), el más utilizado de ellos es el PID Paralelo, pero existen variantes tales como los PID seriales, I-PD y PI-D, cada uno de ellos posee diferentes propiedades. En este estudio se evalúa el desempeño de estas diversas implementaciones en una planta de control angular que consta de un brazo manipulado por un motor Brushless. Para el control angular del brazo, se ensayaron las diversas implementaciones de controladores PID reportados en la literatura, obteniendo el valor de sus parámetros en función del modelo de la planta. Para lograr diseñar los algoritmos fue necesario discretizar las ecuaciones diferenciales que definen a los controladores PID, transformando sus ecuaciones diferenciales a ecuaciones de diferencias las que posteriormente se programaron en C++. En una primera instancia los esquemas de control se implementaron en modo simulación para posteriormente implementarlos en tiempo real. Los resultados logrados fueron bastante similares y la posterior evaluación de las diversas implementaciones ensayadas demostró que el algoritmo PID paralelo cumplió más eficazmente los objetivos de control.

INTRODUCCIÓN

Es posible encontrar diversos reportes que mencionan que cerca 70% de los procesos industriales aun utilizan para el control de sus procesos, los clásicos algoritmos PID (Proporcional, Integral, Derivativo) 1, así como también la existencia y aplicación de diversas variantes del mencionado algoritmo. En consideración a lo ya mencionado, el trabajo que se presenta en este reporte es la implementación y evaluación de las diversas variantes del controlador PID en el control de una planta que presenta características que dificultan su control como por ejemplo un elevado tiempo muerto.

La planta a controlar posee un brazo electromecánico, en uno de sus extremos sostiene una hélice acoplada a un motor Brushless, además la planta posee un controlador electrónico de velocidad, que en conjunto con una placa Arduino Uno, le permite controlar el ángulo que forma el brazo con la barra vertical que se conecta con el extremo superior del brazo. Para elegir el rango de control, se modeló la planta y se comporta de manera lineal entre los 0° y 45°.

En las siguientes secciones se describen: un algorit mo de control PID, sus diversas variantes, el modelado de la planta a controlar, la programación de las diversas implementaciones, su experimentación en modo de simulación, su experimentación en tiempo real y finalmente se realiza una evaluación del comportamiento de las diversas implementaciones.

• Materias:Algoritmos (Computadores) Control automático Tecnología electromecánica
• Subjects:Computer algorithms Automatic control Electromechanical technology
• Palabras claves:Control automático; Algoritmos de control; Control angular; Control PID
• Keywords:Automatic control; Control algorithms; Angular control; Pid control