Controlador de temperatura microcontrolado

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1- MALHAS DE CONTROLE

1.1 CONTROLE EM MALHA ABERTA

O controle em malha aberta consiste em aplicar um sinal de controle pré-determinado, esperando-se que ao final de um determinado tempo a variável controlada atinja um determinado valor ou apresente um determinado comportamento. Neste tipo de sistema de controle não são utilizadas informações sobre evolução do processo para determinaro sinal de controle a ser aplicado em um determinado instante. Mais especificamente, o sinal de controle não é calculado a partir de uma medição do sinal de saída.
|[pic] |
| Fig. 1- controle em malha aberta |

1.2 CONTROLE EM MALHAFECHADA

No controle em malha fechada, informações sobre como a saída de controle está evoluindo são utilizadas para determinar o sinal de controle que deve ser aplicado ao processo em um instante específico. Isto é feito a partir de uma realimentação da saída para a entrada. Em geral, a fim de tornar o sistema mais preciso e de fazer com que ele reaja a perturbações externas, o sinal desaída é comparado com um sinal de referência (chamado no jargão industrial de set-point) e o desvio (erro) entre estes dois sinais é utilizado para determinar o sinal de controle que deve efetivamente ser aplicado ao processo. Assim, o sinal de controle é determinado de forma a corrigir este desvio entre a saída e o sinal de referência. O dispositivo que utiliza o sinal de erro para determinarou calcular o sinal de controle a ser aplicado à planta é chamado de controlador ou compensador. O diagrama básico de um sistema de controle em malha-fechada é mostrado na figura.
|[pic] |
| Fig. 2- controle em malha fechada|

1. INTRODUÇÃO A TEORIA DE CONTROLE

A combinação das acões proporcional, integral e derivativa para gerar um só sinal de controle, dá origem ao que chamamos de controlador proporcional-integral-derivativo ou simplesmente PID. O objetivo é aproveitar as características particulares de cada uma destas ações a fim de se obter uma melhorasignificativa do comportamento transitório e em regime permanente do sistema controlado. O sinal de controle gerado pelo controlador PID é assim genericamente dado como:
|[pic] | |

Desta forma tem-se três parâmetros de sintonia no controlador: o ganho proporcional[pic](ação proporcional), o tempo integral [pic](ação integral) e o tempo derivativo [pic](ação derivativa).
Apesar de termos a disponibilidade das três ações básicas, dependendo da aplicação não será necessário a utilização de uma ou mais destas ações.Basicamente temos 4 configurações possíveis de controladores a partir de uma estrutura PID:
1. proporcional (P)
2. proporcional-integral (PI)3. proporcional-derivativo (PD)
4. proporcional-integral-derivativo (PID)
1.2.2 AÇÃO PROPORCIONAL
O termo proporcional discretizado a ser aplicado no instante [pic]é dado por:
[pic]

Muitas vezes, processos simples podem ser controlados satisfatoriamente apenas com a ação proporcional. Neste caso as ações integral e derivativa são simplesmente desligadas. Tem-se:
[pic]Em muitos controladores PID industriais, ao invés de especificarmos diretamente o valor de [pic], especifica-se o valor da banda propocional em valor percentual. Note que, considerando-se [pic], tem-se:
[pic]

Logicamente, quanto maior o valor de [pic]menor é a banda proporcional. Quanto maior o ganho [pic]menor será o valor do erro em regime permanente, mas este erro nunca será...
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