Estoy familiarizado con el control de PI y PID, pero recientemente he estado revisando el código que parece usar el control solo (integral). ¿Cuáles son los beneficios del control de I sobre el control de PI y cuándo debería usarse / no usarse?
Estoy familiarizado con el control de PI y PID, pero recientemente he estado revisando el código que parece usar el control solo (integral). ¿Cuáles son los beneficios del control de I sobre el control de PI y cuándo debería usarse / no usarse?
Otra forma de ver tu pregunta es cuándo usarías el control PI con el término P 0.
La respuesta es básicamente "Siempre que creas que puedes salirte con la tuya". .
Este riesgo principal con solo el control integral es la oscilación o grandes rebasamientos debido a la conclusión. Si la salida es baja por un tiempo, por ejemplo, entonces el término integral se vuelve cada vez más grande. Si esto sucede demasiado rápido, la planta se impulsa más y la salida aumenta antes de que el controlador tenga la oportunidad de responder reduciendo su producción.
Los controladores I-only deben estar bien amortiguados para evitar la inestabilidad. La planta debe responder "rápidamente" en respuesta a la salida del controlador antes de que el integrador tenga la oportunidad de terminar y causar un sobreimpulso inaceptable. El equivalente es decir que el controlador debe ser "lento" en comparación con la planta.
Una ventaja de los controladores I-only es que la integral de la salida se controla a largo plazo. Por ejemplo, puede usar algo como esto para controlar la velocidad del eje, pero donde las revoluciones totales durante un tiempo prolongado es más importante que la velocidad instantánea del eje.
Un ejemplo real de este requisito es la frecuencia de la línea de alimentación. Debe estar cerca del valor nominal, pero los ciclos totales en un plazo más largo, como un día, son importantes para mantener los relojes de línea sincronizados correctos. El control real de la frecuencia de la línea eléctrica es mucho más complicado que un controlador I-only. Solo uso esto como ejemplo de un problema de control donde la integral a largo plazo de la salida es importante, con un poco de ruido permitido en el valor instantáneo.
¿Cuáles son los beneficios de que yo controle el control de PI y cuándo debería usarse / no usarse?
Al igual que con cualquier otra forma de control, la respuesta es simple: debe usar la forma que mejor se adapte a las características físicas del sistema que está tratando de controlar. No hay una respuesta genérica de "esta es la mejor".
Revisemos las propiedades del control I-only para comprender cómo se puede usar.
Si bien hay un error en un sistema, el término I crece , aumentando la señal de control hasta que el proceso alcanza el punto de ajuste (asumiendo un error positivo aquí, aunque funciona exactamente de la misma manera en otra dirección ).
Cuando no hay un error en un sistema, el término I permanece sin cambios , manteniendo constante la señal de control
Lo anterior muestra que la función principal del término integral es introducir el desplazamiento en la señal de control para compensar las perturbaciones externas o el desplazamiento interno del sistema.
Un buen ejemplo donde esto puede ser útil es el control del rotor de cola del helicóptero que vuela en el fuerte viento cruzado. El viento crea un efecto de veleta tratando de girar el helicóptero, que debe ser contrarrestado cambiando el paso del rotor de cola. Cuando el empuje adicional es suficiente para mantener el helicóptero en línea recta, el error ya no cambia, sin embargo, el término permanece activo.
El ejemplo de compensación del sistema es un proceso químico que necesita una temperatura fija. Es difícil hacer un verdadero sistema aislado térmicamente, por lo que siempre está presente una pérdida de calor que debería compensarse, lo cual se hace fácilmente con el control.
Las anteriores eran buenas propiedades. Repasemos las malas
Esto significa que el control solo I no se puede usar si el sistema no tolera el exceso , como las limitaciones mecánicas que causan daños si algún servo se mueve más allá de ellas.
También no se puede utilizar si el punto de ajuste puede ser inalcanzable . Un ejemplo sería una puerta de ascensor que aumenta la fuerza si la mano de alguien se interpone de alguna manera.
Si bien hay muchos métodos para lidiar con la recuperación (como la limitación de términos o el cálculo retroactivo), si su sistema depende exclusivamente de ellos para que funcione correctamente, probablemente deba considerar un formulario de control diferente.
Al aumentar la ganancia integral, se puede lograr un rendimiento de puesta en marcha de casi el controlador P, pero luego será inevitable la conclusión. Por lo tanto, la necesidad de reaccionar rápidamente es exactamente el caso donde uno tiene que elegir el controlador PI sobre el controlador solo I.
Para resumir: el controlador solo I se puede utilizar en sistemas con baja inercia (en otras palabras, respuesta rápida) para corregir la desviación del sistema o tratar con perturbaciones externas relativamente estables. En todos los demás casos, se debe utilizar un tipo de control diferente.
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