Implementação de Controladores de PID

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Discentes:
Jéssica Lima
Implementação de controladores PID
Engenharia de Produção 2014.2
Automação e Controle 
Prof.: Liz Augusto
Case: Implementação de controladores PID utilizando lógica Fuzzy e instrumentação industrial 
VII Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente. São Luís, setembro de 2005 
Instituição: UFRN
Autores:
Francisco Guerra Fernandes Júnior 
José Soares Batista Lopes 
André Laurindo Maitelli 
Fabio Meneghetti U. de Araújo
 Luiz Affonso H. Guedes de Oliveira 
Controlador PID
Controlador proporcional integral derivativo, controlador PID é uma técnica de controle de processos que une as ações derivativa, integral e proporcional. 
fazendo assim com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, zerado pela ação integral e obtido com uma velocidade antecipativa pela ação derivativa.
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Controlador PID
Proporcional-Integral-Derivativo (PID) é o algoritmo de controle mais usado na indústria e tem sido utilizado em todo o mundo para sistemas de controle industrial. 
A idéia básica por trás de um controlador PID é ler um sensor, calcular a resposta de saída do atuador através do cálculo proporcional, integral e derivativo e então somar os três componentes para calcular a saída. 
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Malha Fechada 
Também chamado de controle retroativo (realimentação ou feedback) necessita de informações da saída do controlador através de elementos sensores ou transdutores, compara o sinal da saída com o set-point(referência) e corrige a saída caso a mesma esteja desviando-se dos parâmetros programados.
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. O diagrama básico de um sistema de controle em malha-fechada é mostrado na figura abaixo. Em geral, a fim de tornar o sistema mais preciso e de fazer com que ele reaja a perturbações externas, o sinal de saída y é comparado com um sinal de referência r (chamado no jargão industrial de set-point) e o desvio (erro) e entre estes dois sinais é utilizado para determinar o sinal de controle u 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 determinar ou calcular o sinal de controle a ser aplicado à planta(sistema a ser controlado) P é o controlador (ou compensador) C.
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Métodos de sintonia de controladores PID
Método da Sensibilidade Limite;
Método da Curva de Reação;
Método Fuzzy
Variados tipos de processos;
Incorpora a forma humana de pensar;
Controla processos industriais com características não-lineares;
Método Fuzzy
Vantagens:
1- Simplificação do modelo do processo; 
2- Melhor tratamento das imprecisões inerentes aos sensores utilizados; 
3- Facilidade na especificação das regras de controle, em linguagem próxima à natural; 
4- Satisfação de múltiplos objetivos de controle;
5- Facilidade de incorporação do conhecimento de especialistas humanos.
Método Fuzzy
Método Fuzzy
Modelos 
Clássico: se caracterizam pela conclusão de cada regra especificar um termo nebuloso dentro de um conjunto fixo de termos, sendo estes termos, conjuntos nebulosos convexos representados graficamente por funções com: triângulos, trapézios e funções de sino.
Interpolação: se caracteriza por apresentar uma conclusão através de uma função estritamente monotônica, usualmente diferente para cada regra. 
Resultados obtidos
5 cm, 20 cm e 15cm;
Método Fuzzy melhor resultado em todas as referência em relação ao PID1 e o PID2.
Resultados obtidos
Variação de valores Ki E Ti do método Fuzzy aplicado.
Resultados obtidos
Valores dos controladores PID1, PID2 e o Fuzzy aplicados para obtenção de resultados;
O controlador do PID1 maior variação de valores para controlar a planta.