3. Reguladores y tipos de reguladores

Diagrama de bloques de un regulador PID

Al igual que el sistema controlado, el regulador también tiene un comportamiento de transferencia. A diferencia del sistema controlado, el comportamiento de transferencia se puede ajustar aquí conscientemente conforme a la función deseada.

La variable de control y del regulador PID frecuentemente utilizado se puede describir como la suma de señales de salida de diversos bloques de transferencia con diferentes comportamientos temporales.

En las entradas de todos los bloques de transferencia se encuentra la misma señal de entrada: la diferencia de regulación e.


Respuestas graduales del regulador PID: parte P

El comportamiento de transferencia del regulador PID es definido por los siguientes parámetros:

  • Amplificación de circuitos de regulación Kp (comportamiento proporcional)

Respuestas graduales del regulador PID: parte I

  • Tiempo de acción integral Ti (comportamiento integral)

Respuestas graduales del regulador PID: parte D

  • Tiempo de anticipación Td(comportamiento diferencial)







Según la parametrización, el regulador puede mostrar un comportamiento P, PI, PD o PID.

A continuación se describen las características de los diversos tipos de reguladores.

En una configuración de retroalimentación unitaria, se utiliza un regulador PID ideal para mejorar la respuesta de paso de un sistema con la siguiente función de transferencia

El regulador PID dPID tiene la forma estándar Kp+Ki/s+Kds. Como resultado, la función de transferencia en bucle cerrado de todo el sistema se convierte en

A medida que aumentan los términos proporcional, integral y derivativo del regulador PID, se representa la evolución de la respuesta escalonada desde la respuesta inicial no compensada (correspondiente a los coeficientes PID Kp=1, K=0, Kd=0) hasta la respuesta final deseada. Los siguientes efectos de la compensación de la EPI pueden observarse fácilmente :

  • El comportamiento proporcional aumenta la velocidad del sistema. También disminuye el error residual de estado estacionario de la respuesta de paso, pero no puede eliminarlo completamente.

  • El comportamiento integral elimina el error residual de estado estacionario de la respuesta escalonada, pero añade "oscilaciones" no deseadas a la respuesta transitoria (sobreimpulso).

  • El comportamiento diferencial "amortigua" las oscilaciones no deseadas en la respuesta transitoria.