TÍTULO: Ajuste de Parâmetros de um Controlador PID Utilizando Método de Ziegler e Nichols para Controle de Posicionamento Angular de um Motor DC

TITLE: Parameter Tuning of a PID Controller Using the Ziegler and Nichols Method for Angular Positioning Control of a DC Motor

autor/author(s): Cruz, F.E.

RESUMO: Com a necessidade de atendimentos das demandas de um mercado exigente e competitivo, os processos industriais cada vez mais se aperfeiçoam, buscando alta produtividade, um aumento na confiabilidade nos sistemas de produção a redução de desperdícios garantindo repetibilidade dos produtos finais e a exigências de qualidade. Devido essa grande exigência do mercado globalizado, os processos industriais necessitam de sistemas de controle de processos eficientes, rápidos, e que atendam a planta industrial de forma satisfatória. Nesse contexto ao controladores PID (Proporcional, Integral e Derivativo) se fazem de ferramenta para a obtenção do controle das plantas industriais com maior eficiência. Este presente trabalho tem como objetivo o ajuste dos ganhos do controlador proporcional, integral e derivativo para o posicionamento angular de um motor de corrente continua de um laboratório remoto utilizando o método de ajuste de ganhos PID desenvolvido por Ziegler e Nichols, mostrando sua atuação na planta de controle. Utilizando o Software Matlab, foi criado a planta virtualmente onde foi simulado sinais de entradas com a planta em malha aberta obtendo uma curva de resposta, e a partir dessa respectiva resposta obtemos valores para ajustar os parâmetros dos ganhos do controlador. Com os valores de ganhos obtidos foi testada a planta em malha fechada com objetivo de analisar dentro das curvas geradas qual possui os valores de respostas otimizados como baixo sobressinal e uma estabilização da resposta em um tempo menor, analisando essas condições obteve-se uma curva e os valores de ganho PID que melhor atenderiam a necessidade da planta virtual.

ABSTRACT: With the need to meet the demands of a demanding and competitive market, industrial processes are increasingly improving, seeking high productivity, an increase in reliability in production systems, reducing waste, ensuring repeatability of final products and quality requirements. Due to this great demand of the globalized market, the industrial processes need efficient, fast process control systems that meet the industrial plant satisfactorily. In this context, the PID controllers (Proportional, Integral and Derivative) become a tool to obtain the control of industrial plants with greater efficiency. This paper aims at adjusting the proportional integral and derivative controller gains for the angular positioning of a DC motor of a remote laboratory using the PID gain adjustment method developed by Ziegler and Nichols, showing its performance in the plant of control. Using the Matlab Software, the plant was created virtually where simulated input signals were created with the open loop plant obtaining a response curve, and from this respective response we obtain values to adjust the parameters of the controller gains. With the values of gains obtained the closed-loop plant was tested with the purpose of analyzing within the generated curves which has the values of optimized responses as low overestimation and a stabilization of the response in a shorter time, analyzing these conditions a curve was obtained and The PID gain values that would best meet the need of the virtual plant.

PALAVRAS-CHAVE: Controlador PID, Laboratório Remoto, Método Ziegler & Nichols, Processos Industriais, Ganho PID.

KEYWORDS: PID Controller, Remote Laboratory, Ziegler & Nichols Method, Industrial Processes, PID Gain.

CITAÇÃO / CITATION: Cruz, F. E. Ajuste de Parâmetros de um Controlador PID Utilizando Método de Ziegler e Nichols para Controle de Posicionamento Angular de um Motor DC. The Academic Society Journal, 1(2), 68-81, 2017. DOI: doi.org/10.32640/tasj.2017.2.68.