Métodos de Ajuste de Controladores

1. Métodos de Ajuste de Controladores Prof. AgremisGuinho Barbosa

2. Métodos de Ajuste de Controladores Método de Ziegler-Nichols e Método da Curva de Reação

3. Recapitulando • Seleção de um tipo de controlador PID • Ex.: PI em malhas de controle de vazão;

4. Recapitulando • Critérios simples de desempenho • Erro nulo no estacionário; • Mínimoovershoot; • Mínimo tempo de subida (tempo para chegar ao setpoint pela primeira vez); • Mínimo tempo de assentamento (tempo para ficar entre ±5% do setpoint); • Mínima energia ou atuação na variável manipulada; • Razão de decaimento de ¼;

5. Recapitulando • Critérios simples de desempenho

6. Recapitulando • Índices de desempenho baseados em integrais de erro: • IAE; • ISE; • ITAE;

7. Recapitulando • O principal requisito é a estabilidade!

8. Ajuste de Controladores • Existem três abordagens básicas para sintonia: • Usar um critério simples como a razão de decaimento de ¼; • Usar índices de desempenho baseados em integrais de erro (ISE, IAE e ITAE); • Usar regras semiempíricas. Ex.: método de Ziegler-Nichols e da curva de reação do processo;

9. O Método de Ziegler-Nichols • Algoritmo: • Deixar o sistema em suas condições de operação de projeto; • Com um controlador P, definir um valor inicial baixo de e introduzir uma pequena perturbação no setpoint; • Aumentar progressivamente o valor de , repetindo a mesma perturbação, até obter uma saída oscilatória com uma amplitude constante.

10. O Método de Ziegler-Nichols • Parâmetros: • – ganho final (limite da estabilidade); • – período final.

11. O Método de Ziegler-Nichols

12. O Método de Ziegler-Nichols • Exemplo: • Considere o processo multicapacitivo com dois sistemas de primeira ordem em série:

13. O Método de Ziegler-Nichols • Exemplo:

14. O Método da Curva de Reação

15. O Método da Curva de Reação • Deixar o sistema no estado estacionário; • Colocar o controlador em manual; • Aplicar uma variação em degrau de tamanho A na saída do controlador, ou seja, no sinal para a válvula; • Armazenar o registro da saída (variável controlada) no tempo; • Retornar o sistema para automático.

16. O Método da Curva de Reação

17. O Método da Curva de Reação

18. O Método da Curva de Reação sintonia de Cohen-Coon para o método da curva de reação

19. O Método da Curva de Reação • Exercício • Usar as mesmas funções de transferência do sistema do exemplo anterior e obter a curva de reação, ajustando os parâmetros do modelo de 1ª ordem com tempo morto. • Depois disso, obter os parâmetros de sintonia por Cohen-Coon.