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Matlab: Controlador PID

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What Is PID Control? | Understanding PID Control, Part 1

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Explicación de los sistemas de control

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Elementos de un sistema de control en lazo cerrado

- La señal de entrada representa el valor deseado al cual se quiere llevar la respuesta del sistema.
- El sistema es el conjunto de elementos o estructuras compuestas que se van a controlar.
- El error es la diferencia entre la señal de entrada y la salida del sistema.
- El controlador es el dispositivo que, con base en el error, aplica la señal de control necesaria al sistema para obtener el valor deseado en la salida.
- La señal de control es la respuesta del controlador para eliminar el error entre la salida del sistema y la señal de entrada.
- La señal de salida es la respuesta que tiene el sistema a una señal de entrada, con o sin la acción de un controlador.

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Controlador P

Proporcional al error en el instante t, representa el error presente. La ganancia proporcional kP tiene el efecto de aumentar proporcionalmente la señal de control para el mismo nivel de error. El controlador proporcional hace que el sistema en lazo cerrado reaccione más rápidamente, pero también aumenta el sobreimpulso. Además, tiende a reducir, pero no a eliminar, el error en estado estacionario.

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Controlador I

Proporcional a la integral del error en el instante t, representa la acumulación del error pasado. La ganancia integral kI ayuda a reducir el error en estado estacionario. Si hay un error persistente y constante, el integrador va aumentando la señal de control y reduce el error. Sin embargo, el inconveniente radica en que puede ocasionar que la respuesta sea más lenta y en algunos casos oscilatoria debido a los cambios de signo en la señal del error.

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Controlador D

Proporcional a la derivada del error en el instante t, representa una predicción el error futuro. La ganancia derivativa kD puede ocasionar que la señal de control se vuelva grande inclusive cuando la magnitud del error es relativamente pequeña. Aunque esta ganancia tiende a agregar amortiguación a la respuesta del sistema, lo que disminuye el sobreimpulso, no tiene ningún efecto sobre el error en estado estacionario.

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Controlador PID

El controlador Proporcional--Integral--Derivativo (PID) calcula continuamente el valor del error entre la salida y la entrada de un sistema dinámico.

El controlador PID se entiende como un controlador que considera el presente, pasado y futuro del error estimado.

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Controlador PD

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Controlador PI