Profº Engº Hermom Leal, Msc.

Versão 2 – Outubro/2019

Projeto de Sensoreamento e Instrumentação por controle PID –

Parte II

Automação Industrial

Controladores

PID – Proporcional-Integral-

Derivativo -

(Ajuste de Parâmetros)

HERMOM LEAL MOREIRA

⚫Sumário

1. Introdução;

2. Testando o Controlador - Teste – kp, ki e kd=0;

3. Teste P – tref=30, kp=50, ki e kd=0;

4. Teste P – tref=30, kp=5000, ki e kd=0;

5. Teste PID – tref=30, kp=50, ki=20 e kd=10;

Referência: Movimento, luz e som com Arduino e Raspebery Pi – Simon Monk.

Editora NOVATEC – Série Make.

⚫ Este experimento tem como base a utilização de um código principal denominado /pid_thermostat.ino.

⚫ O microcontrolador utilizado é o Arduino, sendo que, o código principal realiza a leitura de temperatura do sensor DS18B20, através de uma biblioteca do dispositivo denominado (DallasTemperature.h), que tem a função de realizar a leitura de temperatura externa.

⚫ Além disto, o Arduino trabalha com bibliotecas, e para este experimento foram instaladas as bibliotecas denominadas OneWire.h, Arduino-Temperature-Control-Library.h e PIDLibrary.h

⚫ Introdução

⚫ Introdução

Figura 1. Bibliotecas

Utilizadas

O objetivo do experimento é realizar o teste do controlador PID,

para a alteração da temperatura de referência e dos valores de kp, ki

e kd.

Logo após será feito o registro dos dados obtidos na saída a fim de obter

bom controle na saída.

2. Testando o Controlador;

Ao ajustar o efeito de ganho kp (ganho) sobre a saída em

um controlador proporcional, são obtidos o sinais conforme

a Figura 2.

2. Testando o Controlador;

Quando os valores de kp, ki e kd são

iguais a (0) o controlador não atua. Com

isto, somente o sinal de temperatura

recebido do sensor DS18B20, através da

entrada (Pin2) do hardware será

computada e consequentemente a saída

(Pin9) não envia o sinal tipo PWM para a

carga, ou seja, não ocorre a chamada

retroalimentação conforme a Figura 3.

2. Testando o Controlador;

Figura 3 – Dados de entrada (Input)

- Ajuste Default

2. Testando o Controlador;

24,3

24,4

24,5

24,6

24,7

24,8

24,9

25

25,1

25,2

25,3

25,4

1

10

19

28

37

46

55

64

73

82

91

100

109

118

127

136

145

154

163

172

181

190

199

208

217

226

235

244

253

262

271

280

289

298

307

316

325

334

343

352

361

370

379

388

397

406

415

424

433

442

451

460

Te

mp

era

tura

Rea

l

Tempo-750ms

Controlador sem ajuste

25,25

Figura 4 – Dados de saída (Output)

- Ajuste Default

3. Teste P – tref=30, kp=50;

Nesta etapa são feitos ajuste no

valor de temperatura de referência

(tref=30), no valor de kp (k=50). Com

isto, é possível observar que a

segunda coluna terá um valor fixo de

30 graus e terceira coluna terá um

valor variando entre 0 e 255 referente

ao sinal PWM, que buscará ajustar o

valor da temperatura.

3. Teste P – tref=30, kp=50;

Figura 5 – Dados de entrada (Input)

- Ajuste tref=30, kp=50

3. Teste P – tref=30, kp=50;

Figura 6 – Dados de saída (Output)

- Ajuste tref=30, kp=50, ki e kd=0

22

23

24

25

26

27

28

29

1

15

29

43

57

71

85

99

113

127

141

155

169

183

197

211

225

239

253

267

281

295

309

323

337

351

365

379

393

407

421

435

449

463

477

491

505

519

533

547

561

575

589

603

617

631

645

659

673

Te

mp

era

tura

Rea

l

Tempo/750ms

Controlador Tipo P

24,19

3. Teste P – tref=30, kp=50;

Análise:

4. Teste P – tref=30, kp=5000;

Figura 7 – Dados de entrada (Input)

- Ajuste tref=30, kp=5000, ki e kd=0

4. Teste P – tref=30,kp=5000;

Figura 8 – Dados de saída (Output)

- Ajuste tref=30, kp=5000, ki e kd=0

0

5

10

15

20

25

30

35

1

11

21

31

41

51

61

71

81

91

101

111

121

131

141

151

161

171

181

191

201

211

221

231

241

251

261

271

281

291

301

311

321

331

341

351

361

371

381

391

401

411

421

431

441

451

461

471

481

491

Te

mp

era

tura

Rea

l

Tempo/750ms

Controlador Tipo P

Coluna A

4. Teste P – tref=30,kp=5000;

Análise:

5. Teste PID – tref=30,kp=50, ki=20, kd=10

Figura 9 – Dados de entrada (Input)

- Ajuste tref=30, kp=50, ki=20 e kd=10.

5. Teste PID – tref=30,kp=50, ki=20, kd=10

Figura 10 – Dados de saída (Output)

- Ajuste tref=30, kp=50, ki=20 e kd=10.

0

5

10

15

20

25

30

35

127

53

79

105

131

157

183

209

235

261

287

313

339

365

391

417

443

469

495

521

547

573

599

625

651

677

703

729

755

781

807

833

859

885

911

937

963

989

1015

1041

1067

1093

1119

1145

1171

1197

1223

1249

1275

1301

1327

Te

mp

era

tura

Rea

l

Tempo/750ms

Controle PID

Coluna A

5. Teste PID – tref=30,kp=50, ki=20, kd=10

Análise: