Controlador PID

[ktulu]

Olá,
Fazem 3 anos que nao logo nesse fórum, mas sei que aqui se encontram excelentes profissionais em diversas áreas de engeharia e necessito de uma ajuda de vocês.

Sou engenheiro elétricista e na faculdade nao pude me aprofundar em controle e automaçao, mas tenho utilizado muito controladores PID em meu trabalho diário e gostaria de aprofundar meus conhecimentos no tema.

Minha dificuldade é em aplicar os conceitos e equaçoes em controles reais.
Como eu trabalho na área automotiva, vou dar um exemplo nessa área.
Controle do regulador de marcha lenta de um automóvel. O controle é feito solicitando torque do motor (acionamento do throttle), e o setpoint e o erro vem da rotaçao. Muito simples, comparo a rotaçao atual do motor com o valor desejado, e essa diferença é aplicada no controlador PI e convertido em um torque de saída. Nao é necessario saber o torque, pois é uma correcao e ele varia todo tempo. O controlador I tem que absorver essa diferenca de torque e o P rejeitar perturbacoes como entrada e saída de ar condicionado, etc. Nao lido com nenhum tipo de equacao. Apenas 2 ganhos, Kp e Ki.

Muito básico, mas hoje para encontrar os ganhos é na tentativa e erro. Nao consigo modelar, simular e otimizar ganhos para isso. E mesmo que crie um modelo simples, ele nao cobre outras situacoes, como por exemplo quando se está dirigindo o carro em marcha lenta, em subidas, descidas, onde se muda a carga dinamicamente. E outro problema é que nao raramente encontro frequencia de ressonancia do veículo nessa frequencia, deixando o sistema criticamente instável.

Por isso preciso de ajuda. Alguém sabe que método posso usar em um sistema nao modelado e dinamico? Alguém me indica um bom livro que trate desses assuntos?

Abraços

[KrafT]

Bem vindo de volta, ktulu.

Passei pelo mesmo problema e resolvi adquirir o livro do Ogata ( http://www.livrariasaraiva.com.br/produ ... -5-ed-2011 ), que me mostrou uma severa falta de base teórica. Então adquiri o livro do Lathi ( http://www.livrariasaraiva.com.br/produ ... -2-ed-2007 ).

Acontece que isso é um assunto para toda a vida e eu estou fora de fase com um assunto tão complexo. Atualmente estou novamente estudando controle, controle por espaço de estados e controle voltado ao uso de DSP, isso no mestrado (Espero conseguir modelar minha fonte chaveada num DSP até o final do curso).

Há técnicas de sintonia de controladores, como Ziegler e Nichols que são bem clássicas, mas esses você já deve conhecer. Exemplo: http://www.eq.ufrj.br/links/h2cin/eqe48 ... ROBRAS.pdf

Enfim, não te ajudei em nada, mas ficam as dicas dos livros.

[MOR_AL]

Talvez seja mais produtivo você tentar o livro do CHEN.
Analog & Digital Control System Design - Transfer-Functin, State-space, & Algebraic Methods.
É antigo, mas ótimo. Procure em sebos.
Ví também aqui para download, mas não sei se é legal.

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAARk ... sign-chen#

MOR_AL

[egipts]

Olá, pelo que pude notar você adotou, no exemplo, um controlador PI e não PID pois no PID também há a constante derivativa. Ela é quem consegue segurar o overshut. Sistemas muito instáveis (oscilantes) ocorrem por causa do ganho muito alto (Kp - proporcional). Não sou expert no assunto, mas posso te assegurar que o livro do Willian Bolton, Engenharia de Controle, é a opção mais simples para se iniciar tal estudo. Nele tem todos os conceitos dos sistemas de controle desde o básico. Para cálculos mais avançados, o Lathi e principalmente o Ogata são mais completos.

Há vários links disponíveis para baixar os livros citados, só não consegui achar ainda o bendito do Bolton...


Att. Osiris.

[ktulu]

Vou tentar adquirir ou baixar pra ler antes de comprar os livros que vocês citaram. Destes, só conhecia o Ogata, que usei na faculdade, mas também achei muito teórico.

Osiris,
Sim, estou usando como um controlador PI, pois deixo o ganho D zerado. Mesmo tentando calibrar o D nao tive sucesso.
Meu sistema nao se parece com nada que já simulei ou calculei. Ele nao precisa apresentar uma resposta a um degrau, a uma rampa ou coisa parecida. Ele só precisa resistir a pertubaçoes, e a maioria delas nao se consegue modelar ou prever.
E a instabilidade que tenho nao é causada pelo controlador. Ela está presente no sistema, estou trabalhando justo na frequencia de ressonancia do sistema, por isso qualquer perturbaçao que excite o sistema causa instabilidade. Na verdade o que mais precisaria é de filtros, e nao de calibracao do controlador, mas como nao tenho essa opçao, só me resta tentar sintonizar o controlador da melhor forma para que nao excite essa frequencia.

Já tentei usar o método de Ziegler-Nichols e outros, mas como disse acima, nao consigo instabilizar o sistema pelo proporcional, o sistema se instabiliza antes por sua frequencia natural. Estou tentando estudar alguma relaçao ou método de calibrar o PID em funçao da frequencia natural do sistema, pra evitar qualquer excitaçao dele.

Abraços

Abraços.

[egipts]

Olá, certa vez eu li um manual de um controlador de temperatura PID, desses usados em máquina de solda da onda, e lá explicava como se fazer o ajuste. Foi a forma mais simples que vi até hoje. A zica é que não lembro qual o fabricante, dái tem que achar alguns na web pra ver...

Se achar o Bolton em PDF me avisa... rs


Abraço.

[mega.rod]

Veja isso!

Abraço!