Implementación de reguladores PID y LQI aplicados a un sistema dinámico real

Abstract

La complejidad de los procesos industriales promueve el requerimiento de controladores con niveles de precisión altos. De esta forma es como se han desarrollado varios tipos de controladores, entre estos el PID convencional y los controladores óptimos. En el presente estudio, se trabajó con un sistema dinámico de presión del laboratorio de la carrera de Electricidad de la Universidad Técnica del Norte el cual permitió generar información para comparar y evaluar el desempeño de estos dos tipos de los controladores. De esta forma, en el siguiente trabajo de titulación se describen las intervenciones prácticas y teóricas que corresponden al diseño e implementación de un controlador clásico PID y un controlador óptimo LQI, por lo tanto, el objetivo principal del estudio fue implementar controladores mediante el uso de un PLC para la recepción y envío de datos. Con los datos generados a través de las comunicaciones entre el variador de frecuencia y el PLC y exportados los datos a Matlab se obtuvo la curva de reacción para identificar el sistema. Con base en el tipo de sistema, se realizó el diseño de los controladores para posteriormente realizar su implementación. El trabajo se complementó con una comparación entre los resultados de las pruebas de funcionamiento de los dos controladores en función de las curvas de reacción, se analizó el tiempo de estabilización que para el controlador PID fue 4.2 s y del LQI de 3 s, el máximo pico que para los dos controladores fue de 0% y el error de estado estable que fue del 0% para los dos controladores. A partir de la información recopilada se elaboró un manual técnico de prácticas de laboratorio de los controladores PID y LQI para el sistema dinámico de presión. Finalmente, de la comparación entre los dos controladores se concluye que el controlador LQI tiene un desempeño mejor que el PID en un 5%.