Condición de error en un controlador proporcional-integral-derivativo
La liquidación integral , también conocida como liquidación del integrador [1] o liquidación de reinicio , [2] se refiere a la situación en un controlador PID donde ocurre un gran cambio en el punto de ajuste (digamos un cambio positivo) y el término integral acumula un error significativo durante el aumento. (liquidación), por lo que se sobrepasa y continúa aumentando a medida que este error acumulado se deshace (compensado por errores en la otra dirección).
Soluciones
Este problema puede abordarse mediante
- Inicializando la integral del controlador a un valor deseado, por ejemplo, al valor antes del problema [ cita necesaria ]
- Incrementar el setpoint en una rampa adecuada
- Integración condicional : deshabilitar la función integral hasta que la variable de proceso (PV) a controlar haya ingresado a la región controlable [3]
- Evitar que el término integral se acumule por encima o por debajo de límites predeterminados [4]
- Calcular nuevamente el término integral para limitar la salida del proceso dentro de límites factibles. [5] [6] [3]
- Integrador Clegg : Poner a cero el valor integral cada vez que el error es igual o cruza cero. [7] Esto evita que el controlador intente hacer que el sistema tenga la misma integral de error en la dirección opuesta a la causada por una perturbación, pero induce una oscilación si se requiere un valor de control distinto de cero para mantener el proceso en el punto de ajuste. [8]
Ocurrencia
La liquidación integral ocurre particularmente como una limitación de los sistemas físicos, en comparación con los sistemas ideales, debido a que la salida ideal es físicamente imposible (saturación del proceso: la salida del proceso está limitada en la parte superior o inferior de su escala, lo que hace que el error sea constante). Por ejemplo, la posición de una válvula no puede ser más abierta que completamente abierta y tampoco puede estar más cerrada que completamente cerrada. En este caso, la función anti-windup puede implicar que el integrador se apague durante períodos de tiempo hasta que la respuesta vuelva a caer en un rango aceptable.
Esto suele ocurrir cuando la salida del controlador ya no puede afectar la variable controlada, o si el controlador es parte de un esquema de selección y se selecciona correctamente.
La cuerda integral era más un problema en los controladores analógicos . Dentro de los sistemas de control distribuido modernos y los controladores lógicos programables , es mucho más fácil evitar la liquidación integral limitando la salida del controlador, limitando la integral para producir una salida factible, [5] o usando retroalimentación de reinicio externa, que es un medio de retroalimentación. la salida seleccionada al circuito integral de todos los controladores en el esquema de selección para que se mantenga un circuito cerrado .
Referencias
- ^ "Nota de aplicación del microchip AN532: servocontrol de un motor de CC" (PDF) . Microchip Technology, Inc. 1997. pág. 4 . Consultado el 7 de enero de 2014 .
- ^ M. Tham. "Controladores PID discretizados" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 28 de marzo de 2020 . Consultado el 7 de enero de 2014 .
- ^ ab Astrom, Karl Johan; Rundqwist, Lars (1989). "Liquidación del integrador y cómo evitarla" (PDF) . Conferencia Americana de Control de 1989 . págs. 1693–1698. doi :10.23919/ACC.1989.4790464. S2CID 36848080.
- ^ Beauregard, Brett. "Mejora del PID para principiantes: restablecer la cuerda". Blog del proyecto . Consultado el 21 de noviembre de 2021 .
- ^ ab Cooper, Douglas. "Lógica de encamisado (reinicio) integral y formulario Velocity PI" . Consultado el 18 de febrero de 2014 .
- ^ Astrom, Karl (2002). Diseño de sistemas de control (PDF) . págs. 228-231.
- ^ Zheng, Jinchuan; Guo, Yuqian; Fu, Minyue; Wang, Youyi; Xie, Lihua (2007). "Diseño de control de reinicio mejorado para una etapa de posicionamiento PZT". Conferencia internacional IEEE 2007 sobre aplicaciones de control . págs. 1272-1277. doi :10.1109/CCA.2007.4389410. hdl :1959.13/937597. ISBN 978-1-4244-0442-1. S2CID 14877444.
- ^ Hollot, CV (1997). "Revisando a los integradores de Clegg: periodicidad, estabilidad y CCI" . Volúmenes de actas de la IFAC . 30 (27): 31–38. doi :10.1016/S1474-6670(17)41154-2.
