VIDEO: ¿Cómo Funciona el Control PID en un ATC2000?
El ATC2000 es un sistema de calefacción de bajo ruido para mantener la temperatura corporal de los animales durante procedimientos experimentales. El ATC2000 utiliza un controlador digital PID para regular la aplicación de energía a la placa calefactora y alcanzar la temperatura deseada en el sensor monitoreado. PID significa Proporcional, Integral y Derivativo. Así es como funciona el control PID:
El punto de ajuste predeterminado es 37°C, pero se puede configurar. El controlador calcula el error, que es la diferencia entre la temperatura actual y la temperatura deseada.
Error = Temperatura monitoreada – Punto de ajuste
Se derivan tres componentes individuales aplicando diferentes funciones a
- El error se multiplica por el factor de ganancia proporcional (P) que usted puede ajustar
- El error se acumula para constituir la integral, que se multiplica por el factor de ganancia integral (I) que también puede ajustar.
- El error se resta del valor anterior del error para determinar la diferencia. Luego se multiplica por el término derivativo (D) que también puede ajustar.
Estos tres componentes se suman para formar la señal de estímulo aplicada al sistema. El sistema produce un valor de temperatura que se retroalimenta para compararse nuevamente con el punto de ajuste. Luego, el ciclo se repite hasta que el error sea cero, lo que significa que la salida está en el punto de ajuste deseado.
Efecto de la Ganancia Proporcional
La ganancia proporcional actúa rápidamente y no cambia con el tiempo cuando el error es constante. La ganancia proporcional por sí sola acerca el sistema al valor deseado, porque el control proporcional limita la cantidad de fluctuación de la temperatura alrededor del punto de ajuste a medida que el controlador se estabiliza. Sin embargo, si se usa solo el control proporcional después de que la temperatura se ha estabilizado, la temperatura real se acerca al punto de ajuste, pero nunca lo alcanza completamente. Demasiada ganancia proporcional hace que el sistema oscile, pasando por encima y por debajo del punto de ajuste.
Efecto de la Ganancia Integral
La ganancia integral cambia con el tiempo a medida que el error se acumula. Este factor de ganancia cambia hasta que el sistema alcanza el punto de ajuste. En ese momento permanece estacionario hasta que el error aumenta o disminuye. El factor de ganancia integral es responsable de la estabilidad a largo plazo. Demasiada ganancia integral también causa oscilaciones.
Efecto de la Ganancia Derivativa
El factor de ganancia derivativa se usa raramente. Este término se utiliza principalmente para reducir el sobreimpulso inicial en un sistema que cambia rápidamente. La configuración predeterminada de fábrica para la ganancia derivativa es cero. La funcionalidad sigue implementada y disponible. Para sistemas con un retraso considerable en la reacción al estímulo, puede ser difícil usarla eficazmente.
Para recapitular el proceso, la temperatura monitoreada se compara con el punto de ajuste para determinar el error, y luego se aplican los algoritmos P, I y D al valor del error. Los valores PID se suman para determinar la orden enviada al calentador. La salida cambia la temperatura monitoreada, y el ciclo se repite.
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