Consejos prácticos: ¿Cómo entender el ajuste de los parámetros PID?

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El PID es una de las tres reglas básicas de control de los reguladores, a saber: control proporcional (P), control integral (I) y control diferencial (D). Los parámetros PID se refieren a la ganancia proporcional (δ), el tiempo de integración (Ti) y el tiempo de derivación (Td). Estos parámetros representan, respectivamente, la intensidad del control proporcional, del control integral y del control diferencial. La configuración de los parámetros PID consiste en ajustar los valores de δ, Ti y Td, con el fin de lograr el mejor rendimiento posible en el circuito de control (por ejemplo, que el proceso de transición tenga una atenuación de 4:1). Este artículo fue publicado originalmente en la cuenta WeChat “Autocontrol Academy”. La configuración de los parámetros PID puede resumirse de la siguiente manera: el control proporcional funciona como un amplificador; este amplifica la diferencia entre el valor medido y el valor deseado. La cantidad de amplificación depende del valor establecido para la ganancia proporcional. Cuanto mayor sea esa ganancia, menor será el factor de amplificación. La regulación por integración también se conoce como regulador de reajuste. Mientras exista un desvío, la acción de acumulación continúa sin cesar, hasta que el desvío sea eliminado. La velocidad a la que se elimina el desvío depende de la duración del tiempo de integración: cuanto más largo sea este tiempo, más lenta será la eliminación del desvío. La magnitud del cambio en la salida de la regulación diferencial es proporcional a la velocidad de cambio del desvío de entrada. Cuanto mayor sea la velocidad de cambio del desvío entre el valor medido y el valor deseado, mayor será el efecto diferencial. Además, cuanto más largo sea el tiempo de diferenciación, también será mayor el efecto diferencial. En el control del proceso de producción, generalmente no se utiliza por separado la acción integral o diferencial, sino que se emplea junto con la acción proporcional. La ventaja del control proporcional es que permite una respuesta rápida y un control oportuno. Sin embargo, existe un error residual. Para eliminar este error, es necesario añadir también el efecto del control integral. La característica de la ley de control diferencial es que posee un efecto de control anticipado, lo cual permite suprimir las oscilaciones del sistema y aumentar su estabilidad. Se utiliza generalmente en situaciones donde la respuesta del sistema es lenta y requiere tiempo para actuar, como en los circuitos de control de temperatura o en el control del nivel de líquido en tanques grandes. Si se añade el efecto diferencial, se obtiene un control que combina tres mecanismos de control: proporcional, integral y diferencial; esto se conoce como control PID. Resumen: Sensibilidad (δ): Cuanto mayor es la sensibilidad, más débil es la acción proporcional; cuanto menor es la sensibilidad, más fuerte es dicha acción. Tiempo de integración (Ti): Cuanto más largo sea el tiempo de integración, menor será el efecto de la integración; cuanto más corto sea, mayor será dicho efecto. Tiempo de diferenciación (Td): Cuanto más largo sea el tiempo de diferenciación, mayor será el efecto de diferenciación; cuanto más corto sea, menor será ese efecto.