IMC ante saturación: windup y modificación antiwindup. Comparación clamp-antiwindup en PID equivalente.

Antonio Sala, UPV

Dificultad: **** ,       Relevancia: ,      Duración: 10:11

Resumen:

Los IMC donde $GQ$ tenga ganancia 1 (que es lo usual) incorporan implícitamente un integrador (teoría en parte final de vídeo [imcQK]). Por ello, el efecto windup donde dicho integrador acumula error indebidamente cuando el actuador está saturado se produce tanto en la implementación explícita como implícita. En este video, se ilustra con un IMC para el proceso $4∕(s+1)$ y en el PI que resulta equivalente a dicho IMC (detalles del diseño en vídeo [imcpiord1]).

Una sencilla forma de evitar el windup en IMC explícito es alimentar al modelo interno con la acción saturada, de modo que el modelo interno recibe la misma acción que el proceso real y, por tanto, no se “rompe” la idea básica: la saturación es parte del modelo. En efecto, el windup se evita, pero los antiwindup clásicos sobre el PI equivalente (sin saturación) tienen una mejor respuesta que el IMC; en efecto, el IMC – que tiene un comportamiento ante referencia dado por $G\cdot sat\cdot Q$ – disminuye el control demasiado pronto, debido a que $Q$ ha sido calculado pensando en las propiedades bucle abierto de $G\cdot Q$ (que sube más rápido). El regulador PI, sin embargo, al realimentar el error se da cuenta de que no se ha hecho tan pequeño como la simulación sin saturación predeciría y continua produciendo una acción de control grande durante más tiempo.

El antiwindup en reguladores PID se aborda en el vídeo [awtr1], y en reguladores genéricos en representación interna, en el vídeo [awsste].

Colección completa [VER]:

• Anterior   Ejercicio: Análisis de opciones IMC/S-IMC para proceso 2o orden+retardo

• Siguiente Control IMC en tiempo discreto (1): discretización de IMC continuo