Controle PI usando S function

Universidade Federal de Ouro Preto – UFOP
Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas
Campus João Monlevade

Controle PI utilizando S-function e PI anti Windup
1- Dada a FT abaixo que representa a planta de um sistema de segunda ordem. Programe um controlador PI em malha fechada utilizando uma S-function, sendo os ganhos do PI dados por Kp=
0.01 e Ki = 12.
Utilize como tempo de amostragem do bloco S-Fuction To=1e-5.

2- De posse do PI programado na S-function, incremente a função de forma a incluir uma estratégia de anti-windup que melhore a performance do sistema, reduzindo o sobressinal ou o tempo de acomodação sem alterar os ganhos do PI.
Compare os resultados do sistema com anti-windup e sem, mostrando a diferença na performance.
Segue abaixo algumas estratégias de anti-windup na forma de diagrama de blocos.

Figura 1

Figura 2

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Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas
Campus João Monlevade

Wind-up da ação integral
Conforme discutido anteriormente, na prática todos os atuadores apresentam limites. Quando o valor da variável de controle atinge o limite máximo (ou mínimo) do atuador ocorre a saturação do sinal de controle. Este fato faz com que a malha de realimentação seja de certa forma quebrada, pois o atuador permanecerá no seu limite máximo (ou mínimo) independentemente da saída do processo. Entretanto, se um controlador com ação integral é utilizado, o erro continuará a ser integrado e o termo integral tende a se tornar muito grande, ou seja, tende a "carregar-se" demasiadamente. Do inglês, diz-se que o termo integral "winds-up". Neste caso, para que o controlador volte a trabalhar na região linear (saia da saturação) é necessário que o termo integral se "descarregue". Para tanto dever-se-á esperar que o sinal de erro troque de sinal e, por um longo período tempo, aplicar na entrada do controlador, um sinal de erro de sinal oposto. A consequência disto é que a resposta transitória do