Controle PID Arduino - vídeo 1

Hoje eu fui fazer uma pergunta você conhece o controle perder não Ou você conhece o controle perder mas não sabe como funciona ele ou ainda é você conhece sabe como funciona mas não sabe como implementar isso na prática com o Arduino por exemplo se você está indo esses três casos Esse vídeo é para você olá eu sou pessoa Brunieri e nesse vídeo que é o primeiro de uma série de vídeos sobre controle perder e o fuzil na prática hoje eu vou mostrar sobre como funciona o controle de uma forma que nenhum outro canal noturno e

selou se você não conseguiu aprender até agora perder quem sabe hoje é só oportunidade então fica no vídeo já deixa seu like se inscreve no canal e vamos lá Bom vamos lá então controle page e para começar eu quero fazer a seguinte pergunta Imagine que você queira controlar a temperatura de um forno elétrico que possui um resistor como elemento de aquecimento aprender a opção seria você trabalhar com termostato porque é um termostato é um dispositivo que vai ligar e desligar a saída de acordo com a temperatura você regula a temperatura dele quando passa a temperatura

ele vai desligar ou Ligar depende do tipo do termostato esse tipo de controle vai fazer com que se registou ligue quando estiver frio e desligue quando estiver quente ou seja liga desliga liga-desliga controle um off o contorno off é um tipo de sistema de controle e não é o perder ele tem a seguinte característica ele vai ligar e desligar a saída não existe meio termo ou eu digo registou em potência máxima eu desligo o resistor completamente Então qual é a temperatura atinge a sua prece oração ele vai desligar Eu acho que o forno esfria um

pouco quando ele desce abaixo da pré-seleção liga mais uma vez e esquenta e desliga e fica isso e o sistema de controle off ele é muito útil em Sistemas que são esses onde ele demora para responder ele demora para esfriar demora para crescer Então ele pode ligar e desligar agora como desvantagem ele possui a histerese histerese essa diferença entre a temperatura máxima a temperatura mínima a uma variação não ao estabilidade a temperatura você pode ser útil em alguns casos e em outros casos não e para corrigir o que o sistema de controle nop foi criado

um outro Sistema de Controle que é justamente o p&d e e antes porque ela quer perder vamos entender o que acontece quando o sistema perder está ativo Então olha só esse sistema de controle que controla a temperatura azul por termostato é parenca a histerese essa variação de temperatura no caso que são dois graus celsius e observe o que acontece com o controlador perder a temperatura atinge o ponto e assim se mantém se mantém exatamente o valor que você já terminou então controlador perder você consegue essa estabilidade da temperatura coisa que você não conta não não

consegue com termostato com controle off seu baixar seu aumentasse a temperatura desejada tanto perder com termostato iriam acompanhar mas eu peidei e a manter exatamente no valor de ao termostato ia fazer isso aqui então me cara Eu já mostrei uma vantagem do controle page mesmo que você não conheça O que é o que significa pelo menos perder seja a viagem do PT Beleza o sistema de controle como um todo pode ser perder pode ser onofe ele segue este diagrama aí tá esse diagrama aí é um sistema de controle por realimentação os cílios temos controle por

malha fechada alguns elementos aqui são essenciais veja os elementos são a peça chave agora você trabalha com o controle perder os entendemos aqui tá é que eu tenho vou começar por aqui mas antes de controle aqui eu teria a parte eletrônica a parte de controle a parte do processamento do meu sinal é uma vez que ainda termine se deve ligar ou desligar uma elemento de correção por exemplo resistor ele não determinou que deve ligar o resistor o tempo de dar o resistor ou ainda mantém um resistor uma potência intermediária que é isso que faz um

perder né Ele diz o quanto que esse resistor é se mantém potência e esse aquecimento vai para o processo e ele vai coletar uma morte do processo ou seja medir medir o que temperatura pela temperatura da saída e realimentada perguntando se essa temperatura é igual ou não a de entrada ao valor de referência e fazer um subtração das duas a diferença é um sinal de erro que volta por elemento de controle e ele vai fazer a correção vamos supor então que ele deva ter um valor de referência de 30 graus está a temperatura lá fora

está 20° então ele vai perceber que a diferença 10 graus e seja aquecer para que ser então aumentando a temperatura esquentou demais e passou para 32 graus ele percebe que a diferença agora menos dois ele desliga o aquecedor e assim eles forem um pouco se ele conseguir fazer com que ele parece exatamente 30 graus O que é objetivo Eu peidei ele vai manter o processo o tempo todo com a temperatura constante realizando feedback a realimentação o tempo todo bom então aqui eu tenho controlado que é a parte eletrônica de controle a lógica toda junto com

ela gente de coração o processo a variável controlada que a saída a realimentação feita por medição o valor de referência tá eu chamado de set-point que a minha entrada e aqui a diferença é um sinal de erro boas Você quer um sistema de controle e isso vale para o off e vai para ti É mas o que é o controle perder finalmente o que seria um controle perder controle perder é um controlador proporcional-integral-derivativo p&d é uma técnica de Controle de Processo que une ações de relativa integral e proporcional o nome do controlador é o nome

das ações que ele vai tomar proporcional-integral-derivativo vamos entender ainda hoje o que faz cada uma dessas assunto Tá então com isso com essas três ações ele consegue fazer com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional Zerado pela ação integral e ainda obtido com a velocidade antecipativo seja aumenta a velocidade de reação pela ação derivativa então cada um tem o seu papel no controle tá um minimiza o erro o outro zero o erro o outro aumenta a velocidade de correção do erro é isso O que faz um controle perder então quando eu cresci

gráfico aqui eu percebo que isso aqui é o peido e ajudo ele vai o erro tá máximo aqui ó o erro é máximo ele rapidamente aí Justa e zera único a temperatura final é igual a temperatura desejada a prefeitura é Oi aqui é um desenho de um sistema de controle perder é o mesmo desenho que eu mostrei agora a pouco só que agora coloca os elementos proporcionar no integral derivativo e algumas coisas sem importância que a gente conheça primeiro porque eu s7p de SP é o set Point é o valor que eu quero o determinam

será a temperatura eu quero transpiradas eu tô falando aqui em Temperatura mas o sistema de controle no caso perder e depois usar em outras diversos tipos de grandezas eu posso controlar a vazão de água nível de água eu posso controlar a velocidade eu posso controlar posição posso controlar ângulo posso controlar todo tipo de grandiosidade torre de grandeza física que possa ser medida e tenha um atuador que possa fazer essa alteração dessa grandeza eu posso ter um controle perder que estabilize a grandeza no valor que eu quero Beleza então aqui eu tenho um certo ponte valor

que eu quero MV variável manipulada Você já saiu e o controle Manda uma saída para esse processo aí para um resistor para uma válvula que vai acionar o desacionar essa válvulas e registrou agindo no processo vai ter como resultado uma medição que realmente a variável do processo que é medida pelo sensor e retorna para comparação concepções eu verifico o valor que tá lá é o que eu quero se for diferente ele faz a correção utilizando esses três elementos proporcional integral e derivativa lembrando o controle não precisa ser p&d ele pode ser só proporcional pode ser

proporcional integral ponte sobre o condicionado aplicativo a cada um deles tem suas vantagens e desvantagens ok e outra coisa que a gente precisa conhecer a resposta ter de ao degrau o seria um Degrau na agenda que eu tenho aqui um set-point que tá lá embaixo beleza e já tem que aumento certo porte ao contrário temperatura vamos supor eu quero que a sala fica em 30 graus e ela semana tem 30 de repente eu quero que a sala fica 40 Graus houve um degrau a mudança brusca de você aponte os temos de conter naquele corrigir isso

e essa correção essa linha vermelha foi apresentar esse formato essas características ou não pode ser que não apresente a se apresentar é bom que te conheço o nome de cada um desses pontos de estão destaque primeiro esse ponto essa distância aqui é chamada de reais time você que é isso é o tempo de subida o tempo que ele demora para ir do antigo set-point ao atual7 ponte é parente Os Sete Pontes foi dado aqui ele demorou um tempo para atingir o ponto tempo de subida outra coisa importante overchute Talvez ele chegue no valor mas ele

chegue entre aspas tão rápido que acaba passando essa passagem é o overchute uma ultrapassagem do valor treinado ele vai corrigir futuramente é só que essa correção pode levar um tempo e esse tempo que ele demora até a estabilização é chamada de santo não time ou tempo de acomodação o tempo que demora para escrever já e após a estabilização talvez ainda permanecer um pequeno erro uma pequena diferença entre os sertões e valor desejado e souber é chamado the steady-state erro ou erro do Estado estacionário esse erro se mantém enquanto o sistema estiver em operação bom então

isso é o que para acontecer como a resposta perder Pode ser que ele tem isso tudo pode ser que ele não tem o Bruxo Pode ser que esse tempo de certo não tá entendendo mínimo pode ser que não tenha erro de estado estacionário Pode ser que esse tempo descobriu seja mínimo ou o maior isso tudo pode variar dependendo das variáveis que você coloca para p e e padre que são as Sensações que são tomadas feito e agora ela já matemática Olha o placar quando eu aprendi controle perder eu tentei aprender assim e fracassei isso eu

não sou tão bom em cálculo isso complicou demais também aqui está a definição do que seria o peidei matematicamente falando então o sinal de saída A = constante multiplicado pelo erro mas uma outra constante multiplicada pela integral do erro mais uma outra constante pela derivada do erro e aí eu tô falando grego para muita gente calma e como simplificar isso tá vamos passar a seguinte forma esse isso aqui assusta isso aqui assusta demais então trocar esse integral com o somatório vamos trocar isso aqui por diferença é feito então o meu minha resposta é saída é

igual a uma constante em que o ganho proporcional multiplicado pelo erro e o erro eu vou subir com o teu constante beleza somado por uma outra constante multiplicado pelo somatório de todos os erros até então todos os erros que aconteceram eu vou somando eles o somatório desses erros eu multiplico pela outra constantes e eu ainda somo uma outra constante pode aplicar a pela diferença entre o erro atual e o último eu que aconteceu bom então aqui eu tenho a ação proporcional a ação integral e Ação derivativa as três ações estão aqui se Multiplica pelo erro

Multiplica pelo somatório dos erros multiplica pela diferença entre o ritual iberotel Il com isso aqui eu tenho o meu a minha saída minha resposta se estão Ficou claro talvez um algoritmo computacional fique mais claro se você não vi programação isso aqui para parecer mais simples é porque eu tirei do desenvolvedor do algoritmo que nós vamos utilizar uma próxima aula para poder trabalhar com o Arduino fazer o Arduino um pente e não é tão complicado quanto parece aqui a gente encontra tudo que a gente encontrou aqui primeiro entenda isso aqui essa função é executada o tempo

inteiro em um intervalo de tempo definido sempre segundos 10 20 segundos gesto de segundos o tempo definido ele vai executar isso o tempo inteiro em intervalos definidos cada vez que ele faz isso ele faz algumas coisas primeiro e calcula Qualquer mudança no tempo quanto tempo o que aconteceu da última vez até agora mas eu quero focar mesmo é aqui ele ele calcula Qual é o erro o erro é o que a diferença entre o que você quer o setpoint EA leitura do sensor atual a entrada que o sensor Léo atualmente beleza primeira coisa que ele

faz o somatório do erro vamos lá na minha na minha matemática o somatório do ele faz aqui ó o somatório do erro é igual ao somatório do erro aí só tomar todos os negócio lá tá do erro mas o último erro o explicado pelo tempo é para que aqui Estamos cortando pelo eu acho que ter começo é que o tempo aqui ó tem aquele levou a presa que tá isso aqui de novo então aqui eu tenho o erro é que eu tenho somatório de todos os erros acumulados aqui e aqui eu tenho a diferença dos

erros é o erro atual ou menos o último erro dividido pela mudança o tempo é para aqui ó eu divido para mudar seu tempo né perfeito se eu postar aqui o tempo é um Então esse aqui tira isso aqui tira eu vou usar daqui a pouco vocês verem como é que tava o celular isso aqui no Excel e finalmente ele computa a saída atender a saída é igual a uma constante vezes o erro ou seja proporcional ao consumo proporcional vezes o erro mas a constante integral vezes o somatório do erro mais uma constante derivativo vezes

a diferença do erro é exatamente o que nós temos aqui nós temos aqui aqui ele vai atualizar as variáveis o último erro agora hoje atual né e o último tempo agora o tempo atual que ele vai fazer isso aqui de novo e de novo e de novo e de novo o tempo inteiro E é assim que funciona no controle dele Olá eu sou o Bruno eu gostaria de ter estais algoritmo é um teste algoritmo Que tal testar essa arvorismo no Excel com texto no Excel sim eu preparei aqui no Excel para que a gente possa

fazer o check-in e aqui eu fiz o proporcional dupla funcionar integral e do proporcional integral e derivativo eu vou explicar o que foi que eu fiz a cada um deles é que eu tenho gráfico a linha azul é meu set-point eu comecei com o valor e mudei o set Point para acompanhar como é que a reação é grau tá a resposta ao degrau é que eu coloquei o valor você pode e aqui eu definir qual que é o meu ganho proporcional E como foi que eu fiz o algoritmo Mas a questão aqui simples primeiro coloquei

o valor da entrada inicialmente 40 tá então ele calcula o erro o erro é o que o erro igual a sede corrente - entrada e depois de cálculo proporcional proporcionar é o que é o erro multiplicado pelo custo proporcional que nem algoritmo fala e como resultado a minha saída é quanto 60 só tem para postar lá ontem integral é derivativo não tem de portaria quanto no gráfico 60 depois o que foi que eu fiz a saída veio para entrada eu estou dizendo que o sistema é rápido o suficiente para assim que deu a saída já

vem para entrada aqui de uma observação Professor a saída 60 quer dizer que se eu jogar por exemplo seja em volte tá tô jogando 60 volts para sair um exemplo tá quer dizer que nos em sua tem que ler 60 voltes não o teu senso tem que dar um valor proporcional a saída aqui eu coloquei o mesmo mas pode não ser que deu sensor aqui pode ver sei lá 10 depois 24 um valor proporcional e por ele vai tá se você quiser vir mesmo valor Não realmente não é né como é a saída foi com

entrada e mais uma vez agora cálculo erro consegue era para ser sem Quanto é aqui Deus se assenta o 4040 de 0,6 24 24 a saída leu 24 o erro agora enquanto você fez x 0,6 da Isso joga para saída volta e o nesse valor e assim vai fazendo tá fazendo e repare que chega um ponto onde ele está beleza é isso aqui vocês não tem no Contorno Norte essa estabilização e depois eu mudei o repoint ele vai ser reajustar de novo até te avisar eu reparei uma coisa ele estabilizou mas não está vendo um

valor pouquinho estabilizou o diferente do valor Pois é isso aqui é um problema do controle proporcional somente então agora fazer entendermos isso vamos ler um pouco sobre o controle proporcional tá nos deu um pouco seu controle proporcional vamos lá O que é que faz a ação proporcional à só para bolsonaro produz o sinal de saída que é proporcional amplitude do erro celular né Ele é comparado com a sonda e desliga Só que nesse método a vantagem eliminar totalmente as oscilações do sinal de saída pode ver ó elimina oscila mas depois elimina totalmente as relações isso

é show de bola e o Senhor permanece Sempre ligado aqui ele não liga e desliga ele fica ligado talvez a potência intermediária no caso registrou uma potência média diária EA máxima 10. Intermediário não existe Aqui estamos saindo vai funcionar um erro o erro no conhecido por erro de offset é gerado Esse é um de Oxi essa diferença aqui ó e essa diferença aqui ó Isso é um j7 esse é o problema do controle populacional o valor de Rudolf 7 é inversamente proporcional ao ganho KP Sério vamo testar até 0,6 olha só a diferença parece grande

né eu vou aumentar o KP para 0,8 Olha só foi agora mudou eu vou mudar o café agora para 0,1 para estar o erro aumentou para caramba pé Então parece ser mesmo quanto menos 1kp maior o erro em estado permanente quanto maior o café de menor esse erro em estado permanente receberam é o Google para postar muito alto gera um sinal alto de saída o que pode desestabilizar o sistema vamos ver vamos lá serve vocês você tá agora com 0,9 era só o pa Olha o que é isso desestabilizou o sistema mas pode piorar só

colocar um Olha só o sistema encontra totalmente totalmente desestabilizado então cuidado como valor que você coloca em Cape vou colocar de novo 0,6 Aí você pega um professor Qual o valor que eu escolhi Então depende e eu vou ensinar como escolher valores também numa próxima aula tá como você determinar os valores a fazer um alto com o Tone desse controlado e você escolher valores para kpk ir e o caso de proporcionar integral e derivativa beleza um OK se não funcionar foi o grupo muito baixo o sistema falha em aplicação necessária para Clotilde estudos chovendo muito

barato ou é só eu, um Ah tá longe de corrigir Tá longe de corrigir Então você vai colocar um valor aqui mas o problema no em gel set continua E aí como é que eu resolvo isso aí que entra o nosso próximo controle ação integral no parassol integral eu tô realizando aqui no Excel um controle proporcional e integral os dois tempo integral faz integral é exatamente a multiplicação entre o Caique uma constante pela soma dos erros e a soma dos erros é simplesmente a soma de todos os erros aí ó aqui vai aqui ó aqui

é uma soma de todos os erros aqui então eles toma todos os erros tá Vai somando ele só museus e todos os que lhe deram ele vai somando tá soma com esse aí esse mais está esse esse mais está esse esse mais está esse mais esse daí se esse mais Extra somando Ok o Integral é a soma do valor da multiplicação e se eu cair a soma do erro proporcional é um dia antes a saída agora é o que um mais o outro assim Como diria o algoritmo né proporcional e integral jogou para sair dessa

vida leu de novo Faz de novo ele vai olha aconteceu aqui no gráfico repare aqui o proporcional tá agindo só que ele não consegue chegar ao falou que eu quero é aí que chega o Integral um parente Ivaí e leva o roteiro aqui ó levou 10 essa função vai tá gravando aqui a ação integral todo final de sair daqui a proporcional à magnitude EA duração do erro ou seja a olhar acumulado isso fornece o alternativa para corrigir o meu j7 gerado pela ação proporcional e acelera a resposta do sistema permitindo chegar ao valor de referência

mais rapidamente ação integral corrigir o valor da variável manipulada em intervalos regulares chamado tem que legal esse tempo integral é definido como o inverso do grão integral e o grão integral é baixo o sistema pode levar muito tempo para atingir o valor de referência e se o valor for muito alto o sistema torna-se instável e bora testar trazendo 1,3 não é é parente ele chegou aqui eu vou achar o valor 0,1 Olha só demora demais nem chegou demora demais publicar para 0,9 Olha só no estado de novo em estágio de novo então cuidado como cair

Se eu colocar pouco demora se colocar muito é estável aqui encontrar um valor adequado o ou vendo que pareceu melhor né chuva mais rápido Beleza então é assim que escolhe o valor do Caí mas tem outras técnicas eu vou explicar depois mas assim é isso que faz o quê aí Tá ele zera o erro e o sete a criação de ibatiba-es Ibatiba para o final de sair daqui é proporcional à velocidade de variação do erro ação deliberativa fornece uma correção antecipada ao erro ela meu que prever que o mesmo vai acontecer por conta de uma

variação brusca que ele tenha e já corrigi antes que ele roubou as aumentar então ele diminui o tempo de resposta e melhora a estabilidade do sistema ação derivativa atua também em intervalos regulares chamado de tempo derivativo esse parâmetro é inversamente proporcional à velocidade de avaliação da variável com salada e isso indica que a ação derivativa não deve ser utilizado em processos Nos quais o sistema deve responder rapidamente a perturbação e tu não responde rápido demais a gente vai subir vai funcionar direito e também não vai funcionar em processo que tenham muito ruído no sinal Porque

esse ruído ele vai achar que é uma variação brusca vai querer corrigir aumentando ainda mais o ruído E aí leva a instabilidade ação derivativa e ação que exige mais cuidado aqui por exemplo reparem que eu tô com 0 mesmo assim que eu posso mostrar para 0 a tomar água aqui não aqui né É que eu tô com peidei ó 0,05 vamos fazer 1,01 pare tá ele aumenta com cada aplicado né quando ele vai ser aplicada ele diminui o outro Xuxa aqui ó 0,05 menos o bruxo 0,06 ó menos o ver Xuxa eu achei isso aqui

ó tá mas se eu aumentar demais ele vai vir se estabilizar o sistema pode saber o total loucura aqui já a dica abusou completamente Meu sistema tá então é muito complicado você mexer com o padre nos processos industriais principalmente não trabalham com controle p&d apenas com o controle pedir porque os sensores lei muito ruído E aí eu poderia ter um problema então é muito comum que você na indústria o controle IPI e não o controle perder o prefeito e é isso estou aqui Nós aprendemos o que é o controle para ideias vantagens o controle perder

como funciona cada ação do controle peidei proporcional-integral-derivativo mostrei isso com o Excel mostrando isso um pouco mais na prática vendo gráficos de atuação e agora você fica Professor alguém aí como é que eu vou aplicar isso na prática Pois então se inscreve aí no canal que no próximo vídeo eu vou explicar exatamente o como implementar isso aqui no Arduino vamos encontrar uma biblioteca vamos utilizar biblioteca e eu vou colocar um sistema prático real e a gente vai fazer isso funcionar fazendo um controle proporcional-integral-derivativo Então você curtiu esse vídeo te acho bacana o conteúdo Se você

realmente aprendeu perder escreve nos comentários aí curtir gostei faz um comentário deixa o seu like no vídeo indique para aquele amigo para aquela amiga sua que precisa atender controle perder de uma forma diferente começa aqui em baixo fizemos o próximo vídeo se inscreva no canal abraço e valeu