PROPUESTA DEL GRUPO DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA Y LA UNED AL BENCHMARK DE CONTROLADORES PID

En el concurso promovido por el grupo de Ingenieria de Control se ha prescindido, respecto al conjunto de sistemas propuestos por Astrom y Hagglund en el PID’00, del sistema no lineal que modela un proceso de conduccion termica, se ha prescindido de anadir accion integral a los cinco primeros sistemas, y se ha elegido un solo caso en cada una de las categorias restantes. No obstante, el conjunto de sistemas todavia conforma una excelente bateria para poner a prueba al algoritmo de control PID continuo y a las metodologias que permiten su ajuste y/o diseno. Como no habia formulas de sintonia, [Astrom y Hagglund 2005, O’Dwyer 2003], que contemplaran el indice seleccionado en este concurso ni formulas que abarcaran tal variedad de sistemas, lo normal era abordar el reto como un problema de optimizacion puro; donde el sistema era conocido, el controlador tambien y se pretendia encontrar el juego de parametros del controlador que minimizara el indice sujeto a las restricciones sobre la senal de control. Pero incluso en ese caso era conveniente incorporar algo mas de conocimiento del proceso que una simple funcion de transferencia, asegurando unas condiciones favorables para que el algoritmo de optimizacion pueda encontrar el objetivo deseado. Los autores de este informe, despues de valorar varias alternativas, decidieron que el indice propuesto en el benchmark no era el mas adecuado para encontrar los ajustes optimos. En la seccion 3 se justifica el indice utilizado en sus optimizaciones. Tambien se decidio que, aunque el enunciado del benchmark dejaba cierta libertad en la eleccion del controlador, se deberia emplear el mismo algoritmo de control PID para todos los sistemas, y concretamente la formulacion mas general: el algoritmo de control PID no interactivo con filtro en la accion derivativa comentado en el apartado 4.2. Este algoritmo se implementa con peso unitario en la senal de referencia, salvo en la accion derivativa que solo tiene en cuenta la salida del proceso. En definitiva se ha optado por emplear la estructura con dos grados de libertad PI-D, la mas habitual en los Sistemas de Control Distribuido [Dormido y Morilla, 2006]. De esta forma, los ajustes se limitarian al conjunto habitual de los tres parametros de control (ganancia proporcional, constante de tiempo integral y constante de tiempo derivativa), manteniendo un factor de filtro en la accion derivativa igual a 0.1, salvo en los casos que realmente se viera que este factor podria aportar una mejora significativa. El sistema g9, el unico con respuesta en lazo abierto oscilatoria, era el candidato ideal para probar la influencia de este filtro. El controlador debia incorporar el correspondiente mecanismo de “anti-windup” de la accion integral para garantizar que la senal de control se mantuviera dentro de las restricciones. Ello tambien nos permitiria valorar si los ajustes obtenidos en condiciones lineales valdrian en condiciones de saturacion transitoria de la senal de control. Los sistemas g7, g8, y g10 son los unicos donde hemos observado que los ajustes en condiciones lineales incumplian las restricciones sobre la senal de