Sintonización de controladores por método heurístico: "prueba y error"

22 Agosto 2011

En contraste de los procedimientos de sintonización cuantitativos donde los valores numéricos para la configuración de parámetros PID del controlador son obtenidos a través de la colección de datos y el análisis, un procedimiento de sintonización “heurístico” o de “prueba y error” es uno donde se siguen reglas generales para obtener resultados aproximados o cualitativos. La gran mayoría de lazos de control PID en el mundo han sido sintonizados con este método, para bien o para mal. La meta en esta sección es optimizar la eficacia de este método.

 

La primera vez que me mostraron la forma de sintonizar un PID fue del modo matemático donde todo lo modelaba con ecuaciones de Laplace y hallaba los parámetros adecuados previo horas de cálculo o con programas (MatLab) y con los métodos de Ziegler y Nichols, pero luego se me mostro el método “trial” en la cual me dijeron que siga los siguiente pasos:

 

1.Configurar el controlador con acción proporcional  solamente (las acciones integrales y derivativas deben ser configuradas al mínimo), fijar la ganancia cerca o a 1.

2.Incrementar la ganancia del controlador hasta lograr oscilaciones estables,  cambie el valor setpoint de arriba hacia abajo tanto como sea necesario para provocar oscilaciones.

3.Cuando la última ganancia sea determinada, fijar la ganancia del controlador a la mitad de ese valor.

4.Repetir los pasos 2 y 3, esta vez para ajustar la acción integral en vez de la proporcional.

5.Repetir los pasos 2 y 3, esta vez para ajustar la acción derivativa en vez de la proporcional.

 

Los primeros tres pasos de este procedimiento son idénticos a los pasos recomendados por Ziegler y Nichols para una sintonización en lazo cerrado. Los últimos dos pasos son contribución de alguien más. Mientras que este procedimiento en particular puede ser peculiar para nuestra educación personal, muestra el espíritu general de los métodos de sintonización heurísticos: ajustar cada parámetro del controlador para hacer más o menos agresivo las acciones y lograr un balance entre una rápida acción y la estabilidad (o lo que el proceso necesite).

 

Una gran ayuda para cualquier método sintonización PID de “prueba y error” es si uno es consciente de cuál es la característica del proceso que estamos controlando y reconocer la aplicabilidad de las acciones P, I y D para una característica en particular. Simplemente experimentando con valores para los parámetros P, I y D es muy tedioso en el mejor y peligroso en el peor de los casos si no entendemos lo que cada tipo de acción de control provoca en el proceso, y las limitaciones de cada acción de control.

 

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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