Métodos de ajuste de Control System Designer
Con Control System Designer, puede ajustar los compensadores mediante diversos métodos de ajuste gráfico y automatizado.
Métodos de ajuste gráfico
Utilice métodos de ajuste gráfico para añadir, modificar y eliminar de forma interactiva polos, ceros y ganancias de los controladores.
| Método de ajuste | Descripción | Útil para |
|---|---|---|
| Bode Editor | Ajuste el compensador para lograr una respuesta en frecuencia de lazo abierto específica (loop shaping). | Ajustar el ancho de banda y el diseño del lazo abierto para las especificaciones de los márgenes de ganancia y fase. |
| Closed-Loop Bode Editor | Ajuste el prefiltro para mejorar la respuesta del sistema de lazo cerrado. | Mejorar el seguimiento de referencias, la anulación de perturbaciones de entrada y la anulación de ruido. |
| Root Locus Editor | Ajuste el compensador para producir ubicaciones de polos de lazo cerrado que satisfagan las especificaciones de diseño. | Diseñar según las especificaciones de diseño en el dominio del tiempo, como el sobreimpulso máximo y el tiempo de establecimiento. |
| Nichols Editor | Ajuste el compensador para lograr una respuesta de lazo abierto específica (loop shaping), combinando información de ganancia y fase en una gráfica de Nichols. | Ajustar el ancho de banda y el diseño del lazo abierto para las especificaciones de los márgenes de ganancia y fase. |
Al utilizar el ajuste gráfico, puede modificar el compensador directamente desde las gráficas del editor o utilizando Compensator Editor. Un enfoque de diseño común es ajustar aproximadamente el compensador utilizando las gráficas del editor y luego utilizar Compensator Editor para ajustar los parámetros del compensador. Para más información, consulte Edit Compensator Dynamics in Control System Designer.
Los métodos de ajuste gráfico no son respectivamente excluyentes. Por ejemplo, puede ajustar el compensador utilizando Bode Editor y Root Locus Editor simultáneamente. Esta opción es útil cuando se diseña según especificaciones del dominio del tiempo y la frecuencia.
Para ver ejemplos de ajuste gráfico, consulte los enlaces siguientes:
Métodos de ajuste automatizado
Utilice métodos de ajuste automatizado para ajustar automáticamente los compensadores según las especificaciones del diseño.
| Método de ajuste | Descripción | Requisitos y limitaciones |
|---|---|---|
| PID Tuning | Ajuste automáticamente las ganancias PID para equilibrar el rendimiento y la robustez, o ajuste los controladores utilizando fórmulas clásicas de ajuste de PID. | Las fórmulas clásicas de ajuste de PID requieren una planta efectiva estable o integradora. |
| Optimization Based Tuning | Optimice los parámetros del compensador utilizando los requisitos de diseño especificados en las gráficas de análisis y ajuste gráfico. | Requiere el software Simulink® Design Optimization™. Ajusta los parámetros de una estructura de controlador previamente definida. |
| LQG Synthesis | Diseñe un controlador de retroalimentación estabilizador de orden completo como un seguidor lineal cuadrático gaussiano (LQG). | El orden máximo del controlador depende de la dinámica de la planta efectiva. |
| Loop Shaping | Encuentre un controlador de retroalimentación estabilizador de orden completo con un ancho de banda o forma de lazo abierto especificado. | Requiere el software Robust Control Toolbox™. El orden máximo del controlador depende de la dinámica de la planta efectiva. |
| Internal Model Control (IMC) Tuning | Obtenga un controlador de retroalimentación estabilizador de orden completo utilizando el método de diseño IMC. | Supone que el sistema de control utiliza una arquitectura IMC que contiene un modelo de predicción de la dinámica de la planta. El orden máximo del controlador depende de la dinámica de la planta efectiva. |
Un enfoque de diseño común es generar un compensador inicial utilizando ajuste de PID, síntesis LQG, loop shaping o ajuste de IMC. Luego, puede mejorar el rendimiento del compensador mediante un ajuste basado en optimización o un ajuste gráfico.
Para más información sobre los métodos de ajuste automatizados, consulte Design Compensator Using Automated Tuning Methods.
Planta efectiva para el ajuste
Una planta efectiva es un sistema controlado por un compensador que contiene todos los elementos del lazo abierto del modelo excepto el compensador que se va a ajustar. Los siguientes diagramas muestran ejemplos de plantas efectivas:
Conocer las propiedades de la planta efectiva vista por su compensador puede ayudar a comprender qué métodos de ajuste funcionan para su sistema. Por ejemplo, algunos métodos de ajuste automatizado solo se aplican a compensadores cuyos lazos abiertos () tienen plantas efectivas estables (). Además, para métodos de ajuste como IMC y loop shaping, el orden máximo del controlador depende de la dinámica de la planta efectiva.
Seleccionar un método de ajuste
Para seleccionar un método de ajuste, en Control System Designer, haga clic en Tuning Methods.
