El documento explica el control derivativo (D) en un controlador PID. La acción derivativa mide la tasa de cambio de la variable de proceso y hace la acción proporcional a esta tasa para limitar cuán rápido puede cambiar el error. Esto hace que el controlador sea prudente con los cambios rápidos y atenúa la respuesta para frenar la velocidad a la que la variable de proceso alcanza el punto de ajuste. Por esta razón, la acción derivativa se considera el lado prudente del controlador.

1. Control Derivativo (rate): el
lado prudente del
controlador
Equipo #3

2. Que es el control derivativo
•El elemento final del control PID es el término “D”
que es la acción derivativa. Este es un calculo
similar a la integral, y mucha gente la considera
mucho más fácil de entender. Así de simple, la
derivada es la expresa la tasa de cambio de una
variable respecto a otra variable.

3. Que diferencia el control integral al derivativo
•Viendo como funciones (diferenciación) es la operación
inversa de la integración. Con la integración, calculamos
un valor acumulado de productos de algunas variables en
el tiempo. Con la derivada, calculamos la tasa de cambios
de las variables por unidad de tiempo. Si la integración es
fundamentalmente una operación de multiplicación, la
derivada siempre involucra división.

4. Como funciona?
•Un controlador con acción derivativa (rate) “mira”
cuan rápido la variable de proceso cambia por
unidad de tiempo, y hace la acción proporcional a
esta tasa de cambio. En contrate de la acción
integral (reset)la cual representa el lado
“impaciente” del controlador, la acción derivativa
(rate) representa el lado “cautivo” del controlador.

5. En términos simples…
•Si la variable de proceso empieza a cambiar a una
alta tasa de velocidad, el trabajo de la acción
derivativa es mover la válvula de control en la
dirección contraria para contrarrestar este rápido
cambio, y por tanto moderar la velocidad a la cual
la variable de proceso está cambiando. En
términos simples, la acción derivativa trabaja para
limitar cuan “rápido” el error puede cambiar.

6. Por que se le dice el lado prudente?
•Lo que esto hará, es hacer que el controlador sea
“prudente” con respecto a los rapidos cambios en la
variable de proceso. Si la variable de proceso se dirige al
valor de setpoint a una ritmo rápido, el termino
derivativo de la ecuación reducirá la señal de salida, por
tanto atenuar la respuesta del controlador y frenar la
velocidad en que la variable de proceso va al valor de
setpoint.

7. ojo
•Debemos también mencionar que el modo derivativo
DEBE ser usado con cuidado, ya que actua sobre la razón
de cambio, la acción derivativa podría volverse “go
crazy” o incontrolable si existen muestras de ruido en la
señal de PV (variable de proceso)

8. ejemplo
• Durante la conducción de un automóvil, cuando los ojos
(sensores/transductores) detectan la aparición de un obstáculo
imprevisto en la carretera, o algún vehículo que invade
parcialmente nuestra calzada, de forma intuitiva, el cerebro
(controlador) envía una respuesta instantánea a las piernas y brazos
(actuadores), al objeto de corregir la velocidad y dirección de
nuestro vehículo y así evitar el choque. Al ser muy pequeño el
tiempo de actuación, el cerebro tiene que actuar muy rápidamente
(control derivativo), por lo que la precisión de la maniobra es muy
escasa, lo que provocará que bruscos movimientos oscilatorios,
(inestabilidad en el sistema) pudiendo ser causa un accidente de
tráfico.

9. •En el ejemplo anterior, el tiempo de respuesta y la
experiencia en la conducción (ajuste del controlador
derivativo) provocan que el control derivativo producido
por el cerebro del conductor sea o no efectivo.