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controle PID, Notas de estudo de Engenharia Química
Apresentação breve sobre o controle proporcional integral derivativo utilizado nas malhas feedback da industria de processos
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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As três faces do PID
Introdução
(^) Controladores PID dominam o cenário de controle de processo (+ de 60 anos de experiência prática); Contudo malhas PID podem ser difíceis de sintonizar; Os três elementos são necessários para o sucesso do controlador.
Ação integral
Surgiu para acabar com o offset do módulo proporcional sem a necessidade de “reset” manual do operador; Aumenta o esforço do controlador de acordo com a integral dos erros passados; (^) Desta forma o controlador continua agindo até que a variável de processo atinja o set point.
Problemas da ação integral
(^) Se o processo for bastante lento o erro demorará bastante para desaparecer, mesmo com uma ação integral agressiva; (^) Se a ação integral for muito agressiva ( ↓ Ti) poderá causar instabilidade na malha fechada (manipulada varia entre 0% e 100%); (^) Ações proporcionais e derivativas também podem causar instabilidade na malha, assim como características inerentes ao processo.
Ação derivativa
Diminui o esforço do controlador de acordo com a taxa de variação do erro, ou seja, quanto mais rápido o erro diminui menor será a ação do controlador; Esse fato reduz a probabilidade de overshooting e instabilidade; (^) No entanto se a ação derivativa for muito forte pode causar a instabilidade por si própria.
Ação derivativa
(^) Acrescenta uma capacidade preditiva ao controle; (^) Para evitar taxas de variação do erro muito altas causadas por alterações abruptas no set-point a taxa de variação é calculada pela derivada negativa da variável controlada; (^) Sensores ruidosos são problemáticos para a ação derivativa pois dão a impressão de que a variável controlada mudou. No entanto os ruídos são normalmente facilmente filtrados.
Sintonia do controlador
(^) Sintonizar a malha consiste em selecionar valores apropriados para os ganhos das ações proporcional, integral e derivativa de forma a garantir uma resposta rápida a alterações no set point e/ou distúrbios sem que a malha fechada se instabilize; (^) Atualmente existem inúmeras técnicas de sintonia de malha, e mesmo o ajuste manual dos parâmetros está se tornando mais fácil.