Controlador pid zigler nichols

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ

Engenharia Mecatrônica (Controle e Automação)
NEO – Escola Politécnica

Controle Contínuo II

ATIVIDADE PRÁTICA 01:
SINTONIA DE CONTROLADOR PID PELO MÉTODO DE ZIEGLER-NICHOLS

CURITIBA
2012

GIOVANO GOLES
RICARDO STEINMACHER
EDUARDO SALMON RIBEIRO
MARCOS VINÍCIUS SILVA

ATIVIDADE PRÁTICA 01:
SINTONIA DE CONTROLADOR PID PELO MÉTODO DEZIEGLER-NICHOLS

Relatório da atividade prática 01 da disciplina de Controle Contínuo II do 6º Período do Curso de Engenharia Mecatrônica (Controle e Automação), NEO – Escola Politécnica da Pontifícia Universidade Católica do Paraná PUCPR.
Orientador: Prof. Roberto Zanetti Freire.

CURITIBA
2012
SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 8
2. DESENVOLVIMENTO 9
2.1. O Método de Ziegler-Nichols 9
2.1.1.Primeiro Método 9
2.1.2. Analisando os Controladores sem Perturbação 12
2.1.2.1. Controlador P para o Primeiro Método de Ziegler-Nichols 13
2.1.2.2. Controlador PI para o Primeiro Método de Ziegler-Nichols 14
2.1.2.3. Controlador PID para o Primeiro Método de Ziegler-Nichols 15
2.1.3. Analisando os Controladores com Perturbação 17
2.1.3.1. Controlador P para o Primeiro Método deZiegler-Nichols 17
2.1.3.2. Controlador PI para o Primeiro Método de Ziegler-Nichols 18
2.1.3.3. Controlador PID para o Primeiro Método de Ziegler-Nichols 19
2.2. Segundo Método de Ziegler-Nichols 19
2.2.1. Analisando os Controladores sem Perturbação 22
2.2.1.1. Controlador P para o Segundo Método de Ziegler-Nichols 23
2.2.1.2. Controlador PI para o Segundo Método deZiegler-Nichols 23
2.2.1.3. Controlador PID para o Segundo Método de Ziegler-Nichols 24
2.2.2. Analisando os Controladores com Perturbação para o Segundo Método 25
2.2.2.1. Controlador P para o Segundo Método 26
2.2.2.2. Controlador PI para o Segundo Método 26
2.2.2.3. Controlador PID para o segundo Método 27
2.3. Vantagens e Desvantagens dos Métodos de Ziegler-Nichols 28
2.4.Anti-Windup 29
2.4.1. O Fenômeno Anti – Windup 29
2.4.2. Vantagens e considerações do sistema Anti – Windup 30
2.4.3. Analisando “Ka” 30
2.5. Variantes do esquema de controle PID 31
2.6. Ajustando o controlador PI-D 32
3. CONCLUSÃO 35
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 37

LISTA DE SIGLAS

Ia - Instante de aplicação da perturbação
Ka - Ganho para o sistema Anti – Windup
Kp -Ganho Proporcional
M.F. - Malha Fechada
Mp - Máximo Sobre Sinal
P - Proporcional
PI - Proporcional Integral
PID - Proporcional Integral Derivativo
Pi-D - Variante do controlador PID
Ti - Ganho Derivativo
Ts2 - Tempo de acomodação 2%


LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Curva de resposta ao degrau unitário para um valor máximo de 25% 10
Figura 2 – Resposta ao degrau doprocesso em malha aberta. 11
Figura 3 – Resposta ao degrau do processo em malha aberta 12
Figura 4 – Diagrama de blocos para o controlador proporcional. 14
Figura 5 – Controlador P sem perturbação para o Primeiro Método. 14
Figura 6 – Diagrama de blocos para o controlador proporcional. 15
Figura 7 – Controlador PI sem perturbação para o Primeiro Método. 16
Figura 8 – Diagrama deblocos para o controlador proporcional derivativo. 17
Figura 9 – Controlador P sem perturbação para o Primeiro Método. 17
Figura 10 – Diagrama de blocos para um sistema em M.F. com perturbação 18
Figura 11 – Controlador Proporcional quando aplicado um distúrbio 18
Figura 12 – Controlador PI quando aplicado distúrbio 19
Figura 13 – Controlador PID quando aplicado uma perturbação 20
Figura 14– Sistema em malha fechada com controlador proporcional 21
Figura 15 – Resposta ao degrau unitário para um sistema em malha fechada 21
Figura 16 – Segundo Método de Ziegler-Nichols 22
Figura 17 – Diagrama de Blocos para o Segundo Método 23
Figura 18 – Controlador P sem perturbação ajustado para o Segundo Método 24
Figura 19 - Controlador PI sem perturbação ajustado para o Segundo...
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