Dada una planta, debemos diseñar un controlador que tome una entrada r y luego asegurarnos de que el error de estado estable entre la salida y la entrada sea cero mientras el sistema permanezca estable.
¿Qué es un sistema de ingeniería realista que este modelo y técnica de control está tratando de resolver?
por ejemplo La planta es un motor DC PM precedido por un amplificador de potencia. La posición del eje angular del motor se mide con un potenciómetro y se envía al controlador donde se compara con la posición angular requerida, r. El controlador PI proporciona la ley de control adecuada para cumplir con la especificación de rendimiento dinámico. Pero tenga en cuenta que un bucle de control de posición tiene una integración inherente, por lo tanto, realmente no necesita el I en PI.
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Igual que arriba, pero reemplace el potenciómetro con un tacómetro que mida la velocidad angular del eje del motor. Esto produce un sistema de control de velocidad donde la velocidad requerida es la entrada, r. Esta vez no hay integración inherente, por lo tanto, si el controlador no tiene un término I, habrá una señal de error necesaria para impulsar el motor a una velocidad constante (de lo contrario, las pérdidas de torque por fricción lo reducirán). El integrador en el controlador PI significa que el motor funcionará a una velocidad constante con una señal de error cero (siempre que no haya perturbaciones externas transitorias).
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La planta es un proceso que debe mantenerse a una temperatura constante. La producción de la planta es la temperatura real que se mide con un sensor y se compara con la temperatura requerida, r. Un circuito de control de temperatura normalmente requiere que el controlador tenga un término integral para reducir el error a cero; de lo contrario, el sistema operará con una señal de error constante para compensar la pérdida de temperatura debida a las pérdidas de calor por convección / conducción normales. Las ganancias P e I se ajustan para obtener el rendimiento requerido.
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En la extracción de cristales mediante el método Czochralski (por ejemplo, para cultivar cristales semiconductores de silicio cilíndricos) se controla la velocidad de cambio del peso del cristal, ya que se extrae de la masa fundida, de modo que el crecimiento se optimiza para la calidad de la red cristalina. En este caso la planta es el crisol / fundido / cristal. La medición de la producción es el peso del cristal que se diferencia y se compara con la tasa de cambio de peso requerida, r. El controlador está sintonizado para optimizar las condiciones de crecimiento (aunque la ley de control para este ejemplo es mucho más exigente de lo que un simple PI o PID puede manejar sin un controlador adaptativo que supervise todo el proceso, lo que es inherentemente inestable)
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¿Qué te parece este sistema de ingeniería bastante común: -
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