Punto de ajuste (sistema de control)

Valor objetivo para la variable de proceso de un sistema de control

Diagrama de bloques de un sistema de retroalimentación negativa utilizado para mantener un punto de ajuste ante una perturbación mediante regulación controlada por error. Un error positivo significa que la retroalimentación es demasiado pequeña (el controlador solicita un aumento) y un error negativo significa que la retroalimentación es demasiado grande (el controlador solicita una disminución).

En cibernética y teoría de control , un punto de ajuste ( SP ; ^[1] también punto de ajuste ) es el valor deseado u objetivo para una variable esencial, o valor de proceso (PV) de un sistema de control , ^[2] que puede diferir del valor medido real de la variable. La desviación de dicha variable de su punto de ajuste es una base para la regulación controlada por errores utilizando retroalimentación negativa para el control automático. ^[3] Un punto de ajuste puede ser cualquier cantidad física o parámetro que un sistema de control busca regular, como temperatura, presión, caudal, posición, velocidad o cualquier otro atributo medible.

En el contexto del controlador PID , el punto de ajuste representa la referencia o el objetivo de la variable de proceso controlada. Sirve como punto de referencia con el que se compara continuamente la variable de proceso real (PV). El controlador PID calcula una señal de error tomando la diferencia entre el punto de ajuste y el valor actual de la variable de proceso . Matemáticamente, este error se expresa como:

${\displaystyle e(t)=SP-PV(t),}$

donde es el error en un momento dado , es el punto de ajuste, es la variable del proceso en el momento . ${\displaystyle e(t)}$ ${\displaystyle t}$ ${\displaystyle SP}$ ${\displaystyle PV(t)}$ ${\displaystyle t}$

El controlador PID utiliza esta señal de error para determinar cómo ajustar la salida de control para llevar la variable del proceso lo más cerca posible del punto de ajuste mientras se mantiene la estabilidad y se minimiza el sobreimpulso .

Ejemplos

Control de crucero

El error se puede utilizar para devolver un sistema a su estado normal. Un ejemplo cotidiano es el control de crucero en un vehículo de carretera; donde las influencias externas como las pendientes provocan cambios de velocidad (PV), y el conductor también altera la velocidad establecida deseada (SP). El algoritmo de control automático restablece la velocidad real a la velocidad deseada de la manera óptima, sin demora ni sobreimpulso, modificando la potencia de salida del motor del vehículo. De esta manera, el error se utiliza para controlar el PV de modo que sea igual al SP. Un error generalizado se utiliza clásicamente en el controlador PID . ${\displaystyle SP-PV}$ ${\displaystyle SP-PV}$ ${\displaystyle SP-PV}$

Aplicaciones industriales

Se debe prestar especial atención a las aplicaciones de ingeniería. En los sistemas industriales, las restricciones físicas o de proceso pueden limitar el punto de ajuste determinado. Por ejemplo, un reactor que funciona de manera más eficiente a temperaturas más altas puede estar calificado para soportar 500 °C. Sin embargo, por razones de seguridad, el punto de ajuste para el circuito de control de temperatura del reactor estaría muy por debajo de este límite, incluso si esto significa que el reactor funciona de manera menos eficiente.

Véase también

• Control de procesos
• Controlador proporcional-integral-derivativo

Referencias

1. B. Wayne Bequette (2003). Control de procesos: modelado, diseño y simulación. Prentice Hall Professional. pág. 5. ISBN 9780133536409.
2. Una "variable esencial" se define como "una variable que debe mantenerse dentro de límites asignados para lograr un objetivo particular": Jan Achterbergh, Dirk Vriens (2010). "§2.3 Cibernética: métodos efectivos para el control de sistemas complejos". Organizaciones: sistemas sociales Realización de experimentos . Springer Science & Business Media. pág. 47. ISBN 9783642143168.
3. W. Ross Ashby (1957). "Capítulo 12: El regulador controlado por error". Introducción a la cibernética (PDF) . Chapman & Hall Ltd.; Internet (1999). págs. 219–243.