Lab Controlador Pid

Universidade Federal do ABC Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas ESTO004 Instrumentação e Controle 3º quadrimestre 2024 LABORATÓRIO 02 CONTROLADOR PID Objetivo Esta aula prática tem por objetivo apresentar algumas das ferramentas básicas de métodos de sintonia de controlador PID por ZieglerNichols import numpy as np import matplotlibpyplot as plt from scipy import signal Função de transferência do sistema numerator 1 denominator 1 7 15 25 0 system signalTransferFunctionnumerator denominator Simulação do sistema em malha aberta sem controlador time nplinspace0 40 2000 time response signalstepsystem Ttime Plot da resposta ao degrau em malha aberta pltfigurefigsize10 5 pltplottime response labelOpenloop response plttitleOpenloop Step Response pltxlabelTime s pltylabelAmplitude pltgrid pltlegend pltshow Sintonia do controlador PID pelo método de ZieglerNichols Ajuste Kp até atingir oscilação contínua Kp 2 Exemplo ajustar até observar a oscilação contínua Função de transferência do controlador proporcional Cs Kp numeratorpid Kp denominatorpid 1 pidsystem signalTransferFunctionnumeratorpid denominatorpid Composição do sistema em malha fechada Sistema em malha fechada Gs 1 Gs Cs closedloopnumerator npconvolvenumerator numeratorpid closedloopdenominator nppolyaddnpconvolvedenominator denominatorpid closedloopnumerator closedloopsystem signalTransferFunctionclosedloopnumerator closedloopdenominator Simulação da resposta em malha fechada time closedresponse signalstepclosedloopsystem Ttime Plot da resposta ao degrau em malha fechada pltfigurefigsize10 5 pltplottime closedresponse labelfClosedloop response with Kp Kp plttitleClosedloop Step Response with Proportional Control pltxlabelTime s pltylabelAmplitude pltgrid pltlegend pltshow ZieglerNichols Estimar Ku e Tu a partir da resposta oscilatória Ku 1 Tu 1 Cálculo dos parâmetros PID usando ZieglerNichols Kp 06 Ku Ki 2 Kp Tu Kd Kp Tu 8 printParâmetros PID sintonizados printfKp Kp printfKi Ki printfKd Kd Implementação do controlador PID sintonizado numeratorpid Kd Kp Ki denominatorpid 1 0 Composição do sistema em malha fechada com PID Gs Cs 1 Gs Cs pidnumerator npconvolvenumerator numeratorpid piddenominator nppolyaddnpconvolvedenominator denominatorpid pidnumerator closedloopsystempid signalTransferFunctionpidnumerator piddenominator Simulação da resposta do sistema em malha fechada com o controlador PID time pidresponse signalstepclosedloopsystempid Ttime Plot da resposta ao degrau em malha fechada com PID pltfigurefigsize10 5 pltplottime pidresponse labelClosedloop response with PID plttitleClosedloop Step Response with PID Controller pltxlabelTime s pltylabelAmplitude pltgrid pltlegend pltshow 1 Este código pode ser rodado neste link httpscolabresearchgooglecomdrive1Iy0uW1wQMhKuDVLYFNtuFX3aRAvGVWHl Atividades para entregar 1 Quais os valores de Kp Ki e Kd pelo método de sintonia de ZieglerNichols 2 Qual o sobressinal tempo de acomodação e valor final para o sistema com controlador pelo método de sintonia de ZieglerNichols 3 Qual seria o próximo passo se a resposta ao degrau do sistema em malha fechada com o controlador PID não for satisfatória 4 Ajuste os parâmetros pelo método de tentativa e erro Qual o sobressinal tempo de acomodação e valor final para o sistema com controlador por esse método Quais as diferenças em relação ao método de ZieglerNichols O que entregar Você deverá entregar pelo Moodle 2 arquivos um arquivo ipynb contendo todo o código solicitado no roteiro um arquivo pdf com o relatório contendo os resultados e respostas das atividades solicitadas no roteiro todas as saídas do seu programa ou seja os textos da saída e os gráficos criados as principais conclusões obtidas no relatório IMPORTANTE O seu relatório deve ser entregue em formato PDF Outros formatos não serão aceitos Para realizar comparações plote as curvas das respostas simuladas que se deseja comparar em um mesmo gráfico Todos os seus gráficos devem possuir seu número do RA como parte do título Seu código deve estar devidamente comentado com explicações dos comandos utilizados No início de todos os códigos implementados deve constar seu nome e RA assim como uma breve descrição do que o código faz Parte da nota